Дефектные вирусные частицы снижают трансмиссию коронавируса

Ученые из США разработали частицы на основе мРНК, которые препятствуют репликации SARS-CoV-2 в организме и облегчают симптомы инфекции. Эти свойства частиц были подтверждены на сирийских хомячках. В новой работе авторы показали, что частицы также снижают трансмиссию вируса.

При создании терапевтических частиц ученые вдохновлялись так называемыми дефектными интерферирующими частицами (defective interfering particles, DIPs). DIPs — это мутантные вирусные частицы, неспособные к саморепликации. Они паразитируют на нормальных вирусных частицах, рекрутируя их инструменты репликации, что приводит к снижению количества новых функциональных частиц, выходящих из зараженной клетки. DIPs описаны для многих РНК-вирусов, в том числе для коронавирусов и вирусов гриппа. Изначально они воспринимались лишь как артефакты культивирования, но в последние десять лет ученые стали рассматривать их как основу для противовирусных препаратов.

Авторы новой работы сконструировали инженерные DIPs и назвали их терапевтическими интерферирующими частицами — therapeutic interfering particle, или TIP. TIP состоят из некодирующей части генома SARS-CoV-2. Они не могут реплицироваться самостоятельно, но реплицируются вместе с функциональными вирусными частицами в той же клетке. Схема действия TIP представлена на иллюстрации. Главное их отличие от DIP — значение базового репродуктивного числа R₀. Для терапевтического эффекта необходимо, чтобы R₀ было больше 1. Ученые добились этого генно-инженерными способами.

В конце 2021 года они опубликовали статью с описанием противоковидных TIP и результатами их тестирования in vitro и на хомячках. TIP не вызвали противовирусного иммунного ответа, при этом ингибировали репликацию SARS-CoV-2 в органоидах легких. При однократном интраназальном введении инфицированным хомячкам TIP также подавляли размножение вируса, снижали воспаление и предотвращали отек легких.

В новой работе команда проверила, могут ли инженерные частицы сдерживать трансмиссию вируса. Они заразили группу из десяти хомячков штаммом дельта SARS-CoV-2. Через шесть часов после инфицирования пяти хомячкам ввели TIP в виде липидных наночастиц, остальные пять получили контрольные наночастицы без TIP. Через 36 ч. после заражения, то есть во время пика заразности, к каждому больному хомячку подсадили здорового, и еще через восемь часов хомячков рассадили и наблюдали за ними в течение нескольких дней. Схема эксперимента приведена на иллюстрации.

TIP значительно снижали вирусную нагрузку в легких хомячков — источников инфекции. Поражение легких у хомячков, получивших TIP, было не таким обширным, как у хомячков из контрольной группы. Аналогично у хомячков, контактировавших с источником из группы TIP, легкие были повреждены меньше, чем у контактов контрольной группы. По мнению авторов, это позволяет предположить и менее интенсивное выделение заразного вируса хомячками из TIP-группы. При этом сами TIP не передавались контактным хомячкам, что было подтверждено ПЦР-анализом.

В дополнительных экспериментах и с помощью математического моделирования ученые подтвердили, что однократное введение TIP снижает как продолжительность выделения заразного SARS-CoV-2, так и количество выделяемого вируса. При этом TIP одинаково хорошо работали против штамма дельта и против исходного уханьского штамма.

В настоящее время команда подала заявку в FDA на одобрение клинических испытаний TIP.

Ранее ученые из Германии показали, что сирийские хомячки могут быть источником заражения коронавирусом для людей.