Антитіло в виставі художника.
18 березня ми опублікували новину про вихід препринту статті, в якій заявлено, що вчені знайшли людські моноклональні антитіла, які нейтралізують новий коронавірус. Дослідження було проведено вченими з Утрехтського університету (Universiteit Utrecht) у співпраці з Медичним Центром університету Еразма (Erasmus MC) і фармацевтичною компанією Harbour BceMed. До досліджень на етапі препринту має сенс ставитися з відомим ступенем обережності, але ця робота пройшла через фільтр рецензування і на початку травня була опублікована в журналі Nature Communications. Розкажемо про неї більш детально, оскільки вона дає надію на розробку ліків.
Антитіла - це білки, що синтезуються плазматичними клітинами. Вони є частиною вторинної імунної відповіді на патоген. Антитіла зв'язуються з білком патогену, антигеном, і таким чином можуть нейтралізувати шкідливий мікроб. Вчені вже деякий час можуть масово створювати антитіла, спеціально налаштовані на взаємодію з певним антигеном. По-іншому ці антитіла називаються моноклональними, оскільки виробляються клітинами, що належать до одного клітинного клону. Такі антитіла можна виробляти у великих кількостях в лабораторних умовах - досить злити виробляє потрібне антитіло B-клітку і клітку мієломи, щоб вийшла «гібридома» - створює антитіла клітина, здатна нескінченно розмножуватися. Моноклональні антитіла можна застосовувати в різних цілях, наприклад, при розробці діагностичних тестів або навіть для лікування пацієнтів. Існують, наприклад, препарати для лікування лихоманки Ебола на основі моноклональних антитіл.
Віруси SARS-CoV-2, що викликає COVID-19, і SARS-CoV, збудник атипової пневмонії, відносяться до підроду Сарбековіруси сімейства Коронавіруси. На поверхні у них є шиповидні білки, які зв'язуються з рецептором ACE2 (angiotensin converting enzyme) клітин зараженої людини і таким чином забезпечують проникнення в клітку генетичного матеріалу патогена. Шиповидні білки у SARS-CoV і SARS-CoV-2 дуже схожі за структурою, 77,5% їх амінокислотної послідовності збігається. Один із шляхів нейтралізації вірусу - запобігти зв'язуванню шиповидних білків з рецептором ACE2. І тут можуть допомогти моноклональні антитіла, які потенційно перешкоджають зв'язуванню шиповидного білка і рецептора ACE2.Так схематично зображують антитіло. Букву Y утворюють т. зв. важкі ланцюги, a до гілок Y прикріплені легкі ланцюги. Синім позначений костянтний домен, а жовтим - варіабельний домен, який якраз і підлаштовується під той чи інший антиген.
Дослідження проводилося так: спочатку у щеплених від патогена мишей H2L2 виявили 51 B-лейкоцит.
H2L2 - трансгенні миші, спеціально «сконструйовані» таким чином, щоб їх B-клітини виробляли антитіла, у яких костянтні домени важкого і легкого ланцюга були як у мишей, а варіабельні - як у людини. Докладніше про це - за посиланням (англ.).
Далі були отримані і розмножені в біореакторах гібридоми цих клітин. Потім був відсіяний осад, і 51 рідина (supernatant), що містить антитіла, була перевірена за допомогою імуноферментного аналізу (ELISA), в результаті чого виявлено чотири типи клітин, що виробляють антитіла, ефективні проти нового коронавірусу. А один з цих чотирьох типів, 47D11, виробляв антитіла, ефективні як проти SARS-CoV, так і проти SARS-CoV-2. Потім хімерне антитіло 47D11 H2L2 було конвертовано в повністю людське - на костянтні домени легкого і важкого ланцюгів типу IgG1 були «навішені» варіабельні домени, як у хімерного антитіла 47D11 H2L2. Далі це антитіло відправили на випробування, в яких було показано, що 47D11 діяло на обидва віруси і перешкоджало проникненню інфекції в клітку на клітинній культурі Vero.
«47D11 пов'язується із законсервованим епітопом на ділянці зв'язування рецептора шипу, і це пояснює його можливість до одночасної нейтралізації як SARS-CoV, так і SARS-CoV-2», - коментують автори дослідження.
Законсервовані (збережені, консервативні) епітопи всередині кожного вірусного білка - це області з мінімальною поліморфоною активністю і при цьому з сильною епітопною активністю, що дозволяють однаковим антитілам розпізнавати різні близькоспоріднені віруси. Враховуючи високу частоту мутацій вірусів, вигідно створювати противірусні вакцини, націлені саме на консервативні епітопи вірусних білків.