Инновационный подход открывает путь к нанотелам против COVID
Несмотря на вакцины, моноклональные антитела и противовирусные препараты, SARS-CoV-2 продолжает мутировать. Одним из перспективных решений могут стать крошечные антитела, полученные из лам — нанотела, которые нацелены на различные части спайкового белка вируса.
В новом исследовании в Journal of Biological Chemistry ученые описывают более дешевый способ выделения и идентификации этих нанотел. Это упростит для лабораторий по всему миру поиск нанотел против SARS-CoV-2 и других вирусов.
«Наш метод проще и дешевле существующих техник, — говорит Майкл П. Раут из Рокфеллеровского университета. — Вам нужна лама, но это — вместе со всеми самыми сложными этапами процесса — можно делегировать».
Авторы уже использовали этот оптимизированный метод для выявления нескольких нанотел, эффективных против ключевых вариантов вируса, включая омикрон. «COVID явно еще долго будет проблемой. Мы показываем, что многие из идентифицированных нами нанотел нацелены на варианты, вызывающие озабоченность, поэтому у них есть реальный терапевтический потенциал», — отмечает Раут.
Особенности нанотел
Нанотела могут работать там, где более крупные антитела терпят неудачу, отчасти благодаря своему компактному размеру. Они могут проникать в части вируса SARS-CoV-2, недоступные для обычных антител. Кроме того, нанотела отличаются необычно долгим сроком хранения, их массовое производство дешево, и благодаря уникальным физическим свойствам их теоретически можно вдыхать.
Верблюдовые, такие как ламы, естественным образом производят нанотела при воздействии вируса. Ученые создали обширные библиотеки перспективных нанотел, вводя ламам небольшую дозу белка COVID (в ответ они производят нанотела, подобно тому, как люди производят антитела в ответ на вакцину). После секвенирования ДНК нанотел из образцов крови гены переносят в бактерии, которые, в свою очередь, производят множество нанотел для лабораторного анализа.
Однако скрининг этих библиотек для оценки их эффективности против разных вариантов может быть трудоемким и дорогостоящим. Раут и его коллеги долгое время полагались на технику «масс-спектрометрии», которая работает превосходно, но требует значительного опыта и дорогого оборудования. Они задались вопросом, может ли недавно открытый «дрожжевой дисплей-метод», потенциально гораздо менее затратный и простой, также эффективно просеивать их библиотеку нанотел.
Раут в сотрудничестве с Фредом Кроссом начал с оптимизации метода дрожжевого дисплея (оба руководителя лабораторий необычным образом выполнили большую часть лабораторной работы сами). Затем они использовали оптимизированный метод для скрининга библиотеки нанотел, которую ранее уже анализировали с помощью масс-спектрометрии. Оказалось, что их версия метода дрожжевого дисплея не только выявила многих из тех же кандидатов, что и другой подход, но и обнаружила множество других, пропущенных ранее.
«Метод не наш, — уточняет Кросс. — Но мы сделали его проще».
На пути к терапии нанотелами
Относительно простая и недорогая процедура, описанная в статье, может позволить лабораториям в регионах с ограниченными ресурсами создавать нанотела против SARS-CoV-2 и других вирусов. «Исследователь в любой точке мира, с довольно ограниченными ресурсами, мог бы использовать эту технику, — говорит Раут. — Все, что связано с ламой, можно было бы доставить FedEx'ом из Северной Америки».
В долгосрочной перспективе для COVID такие методы должны снизить барьер для входа в исследования нанотел и в конечном итоге привести к созданию терапевтических средств для профилактики инфекции. «Как мы будем создавать терапевтическое средство, еще не установлено, — говорит Кросс. — Специфичность есть и активность есть, но у нас еще нет лекарства. Было бы хорошо, если бы оно было. Надеюсь, когда-нибудь».
Поскольку COVID теперь переходит в разряд эндемических заболеваний, новые методы профилактики инфекции нужны как можно скорее. «Новые варианты становятся преобладающими, ускользая от иммунной системы, — отмечает Кросс. — Важно иметь быстрый способ находить новые нанотела, нацеленные на варианты».