Нейтрализующие антитела для новых вирусов
Исследователи из Sandia создали платформу для обнаружения, разработки и конструирования новых антительных средств защиты от возникающих вирусов. Этот новый процесс скрининга нанотел, которые «нейтрализуют» или обезвреживают вирус, представляет собой более быстрый и эффективный подход к разработке нанотельных терапий для профилактики или лечения вирусной инфекции.
Традиционно используемые для лечения различных состояний, включая рак, аутоиммунные и воспалительные заболевания, нанотела являются более мелкими компонентами обычных антител — жизненно важного элемента иммунной системы организма, защищающего от болезнетворных вирусов или бактерий.
После скрининга большой и разнообразной библиотеки синтетических нанотел исследователи Sandia идентифицировали и оценили несколько мощных нанотел, способных защитить от COVID-19. Ученые теперь стремятся воспроизвести этот метод для защиты от текущих и будущих биологических угроз.
«Пандемия коронавируса показала необходимость широкого спектра профилактических и терапевтических стратегий для контроля заболеваний, связанных с новыми вирусами», — сказал Крейг Тьюэлл, директор Центра химической, биологической, радиологической и ядерной обороны и энергетических технологий Sandia.
Имея богатую историю исследований в области биообороны, Sandia помогает защитить нацию и мир от угроз, представляемых биологическим терроризмом и естественно возникающими заболеваниями.
«Обладая глубоким пониманием того, как развивается и распространяется инфекционное заболевание, а также как иммунная система защищает от инфекции, наши исследователи находятся в уникальном положении для продвижения создания широкого спектра средств борьбы с болезнями, включая нанотела», — сказал Крейг.
Вирусолог Брук Хармон возглавляет исследования нанотел в Sandia — новую и развивающуюся область бионауки.
«Вакцины очень хороши для предотвращения инфекции, но их разработка и прохождение регуляторного процесса могут занять много времени», — сказала Брук. «Мы увидели критическую необходимость в создании эффективных методов лечения, которые можно быстро разработать и внедрить».
Как только белковая последовательность или генетический код вируса идентифицированы, исследователи Sandia показали, что могут создать средство защиты на основе нанотел в течение 90 дней. Метод еще не тестировался на людях. Ускорение обнаружения нейтрализующих антител может снизить влияние будущих вирусных вспышек.
«По текущей практике вирусологи полагаются на образцы крови пациентов для создания библиотеки антител, которую мы затем можем просеивать на предмет потенциальных методов лечения. Это означает, что нам приходится ждать, пока люди заразятся или пока у вакцинированных выработается иммунный ответ», — сказала Брук. «Новый метод Sandia более дальновиден. Поскольку мы уже создали высокоразнообразную собственную библиотеку, мы можем начать скрининг на предмет чрезвычайно мощных нейтрализующих нанотел, как только будет идентифицирован генетический код вируса».
Разнообразные свойства нанотел
Нейтрализующие нанотела представляют собой привлекательную стратегию, сказала Брук, благодаря их способности эффективно работать против целого семейства вирусов или вариантов.
«Мы можем воспользоваться тем фактом, что семейства вирусов, как правило, взаимодействуют с иммунным ответом одинаковым образом», — сказала Брук. «Это позволяет нашим методам лечения быстро адаптироваться ко всем вариантам вируса».
Нанотела являются модульными, то есть их можно комбинировать с другими нанотелами для увеличения их способности связываться с вирусом или нацеливаться на определенные ткани. Нанотела также могут быть произведены как уменьшенные версии обычных антител со способностью активировать иммунный ответ.
Кроме того, благодаря небольшому размеру нанотел, они могут высвобождаться в кровь и проникать в ткани более тщательно, чем обычные антитела. Терапии нанотелами также могут нацеливаться непосредственно на место инфекции, уменьшая необходимую дозу и повышая эффективность.
Нанотела также можно вводить в виде аэрозоля, поэтому их можно давать пациенту перорально или в ингаляционной форме. Обычные антительные методы лечения менее универсальны и должны вводиться только путем инъекции.
«Все эти качества и особенности нанотел делают терапию нанотелами более эффективной, чем существующие решения. Эти методы лечения также проще и дешевле в производстве», — сказала Брук, — «что делает метод Sandia по разработке и характеристике новых нейтрализующих антител бесценным дополнением к набору инструментов для борьбы с пандемией COVID-19 и будущими кризисами в области здравоохранения».