Вирус SARS-CoV-2, ставший причиной пандемии, все еще циркулирует, постоянно подвергаясь мутациям, что позволяет ему избегать иммунного ответа. В ряде случаев заболевание протекает в тяжелой форме, а для людей из групп риска, таких как пожилые люди с ослабленным иммунитетом или имеющие серьезные хронические заболевания, оно может приводить к осложнениям и, в некоторых случаях, к смерти. Сотрудничество ученых из НИЦЭМ Гамалеи и ФИЦ Биотехнологии РАН позволило разработать уникальную схему длительной иммунизации верблюда, что привело к получению и идентификации нового антитела, способного нейтрализовать все протестированные варианты коронавируса SARS-CoV-2, включая исходный уханьский штамм и наиболее распространенные в настоящее время в России и за рубежом. Результаты исследования представлены в научной статье опубликована на страницах International Journal of Biological Macromolecules. Работа частично поддержана грантом РНФ 23-74-30004.
COVID-19 продолжает представлять угрозу для миллионов людей, даже несмотря на официальное завершение пандемии. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, с января по октябрь 2024 года более 2,5 миллиона человек заразились вирусом SARS-CoV-2, а более 50 тысяч скончались. Специалисты разрабатывают новые методы борьбы с этой инфекцией. Для терапии в критических случаях особенно многообещающими выглядят антитела, нейтрализующие вирус, однако длительное распространение SARS-CoV-2 в человеческой популяции приводит к накоплению большого количества мутаций, что снижает эффективность ранее применяемых антител против новых вариантов. В этой связи значительные надежды связаны с созданием универсальных антител, обладающих широкой нейтрализующей активностью в отношении различных вариантов коронавируса. Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН и НИЦЭМ имени Н.Ф. Гамалеи предприняли попытку решить эту задачу и получили новое верблюжье антитело, характеризующееся именно такими свойствами.
Иммунологи проявляют особый интерес к антителам двугорбых верблюдов (бактрианов) из-за их необычных характеристик. Большинство антител млекопитающих, в том числе и человеческих, формируются из двух легких и двух тяжелых белковых цепей. Однако у верблюдов и лам встречаются антитела, не содержащие легких цепей, которые отличаются небольшим размером антиген-связывающей области и часто обозначаются термином «наноантитела». Данная структура обуславливает их удобство в использовании. Меньший размер позволяет им более эффективно распределяться в организме, сохраняя при этом высокую способность к распознаванию патогенов.
«Антитела, нейтрализующие SARS-CoV-2, как правило, этот вирус идентифицируют по особенностям S-белка -белке, формирующем характерные шипы вируса. Обычно они находятся на рецептор-связывающем домене (RBD ), что объясняет, почему нейтрализация этих областей антителами мешает проникновению в клетку» , — пояснил соавтор исследования Николай Случанко, руководитель отдела лабораторией белок-белковых взаимодействий ФИЦ Биотехнологии РАН.
Верблюжье наноантитело 1p1B10 эффективно блокирует проникновение вируса в клетки сирийских хомячков и специализированных мышиных линий даже при использовании крайне низких (пикомолярных) концентраций, нейтрализуя действие смертельных доз различных вариантов вируса. Чрезвычайная эффективность нового нейтрализующего наноантитела была объяснена учеными благодаря получению кристаллической структуры комплекса этого антитела с RBD коронавируса с высоким разрешением. Выяснилось, что область связывания антитела на поверхности RBD идентична участку, используемому рецептором ACE2 для связывания с человеческими клетками, что обеспечивает блокировку заражения. Универсальность антитела против разных вариантов коронавируса обусловлена тем, что большинство мутаций в RBD находятся вдали от критической области узнавания антитела и не способны ослабить его нейтрализующие свойства.
«Новое, высокоэффективное антитело продемонстрировало активность против всех протестированных нами вариантов коронавируса, начиная с давно известных Wuhan D614G, варианты Alpha, Beta, Gamma, Delta и Omicron BA.1, BA.2 и BA.5 до возникших существенно позднее вариантов XBB.1, XBB.1.5, XBB.1.9, XBB.1.16, JN.1 и KS.1. Это делает наш препарат очень перспективным и уникальным по широте действия. Мы понимаем, что гипотетически в процессе эволюции могут появиться новые варианты коронавируса, которые будут устойчивы и к такому лечению, однако пока таких вариантов мы не обнаружили. По всей видимости, такие мутации, которые действительно смогут ослабить действие нового антитела, неизбежно приведут к ухудшению связывания и с рецептором ACE2, и именно поэтому они оказались неблагоприятными для вируса и не привели к его закреплению. Какова эффективность полученного антитела в лечебной практике COVID-19, покажут клинические испытания», — пояснил Дмитрий Щебляков, руководитель лаборатории иммунобиотехнологии НИЦЭМ Гамалеи .
Пресс-служба ФИЦ Биотехнологии РАН предоставила информацию и фотографии