Липопептид предотвращает передачу коронавируса среди хорьков

Ученые из Нидерландов и США разработали димерный липопептид, блокирующий слияние мембран SARS-CoV-2 и клетки-хозяина, и протестировали его на хорьках. Было показано, что интраназальное введение липопептида предотвращает передачу коронавируса между животными. Работа размещена в базе bioRxiv.

Слияние вирусной и клеточной мембран необходимо для проникновения SARS-CoV-2 в клетку. Этот процесс опосредован коронавирусным S-белком, рефолдинг которого необходим для успешного заражения. Ранее было показано, что рефолдинг и слияние мембран можно предотвратить с помощью так называемых HRC-пептидов, соответствующих высококонсервативному домену S-белка с гептадными повторами. Авторы новой работы предложили конъюгировать ингибиторные HRC-пептиды с липидами и использовать полученный липопептид как интраназальный препарат против SARS-CoV-2. Эта стратегия уже была опробована на вирусах кори, Нипах и человеческого парагриппа.

За основу SARS-CoV-2-специфичного липопептида ученые взяли HRC-пептид, воспроизводящий мотив S-белка длиной 36 аминокислот. Ингибирующую способность нескольких вариантов липопептида проверили с помощью анализа слияния клеточных мембран, основанного на комплементации β-галактозидазы (β-gal). Клетки, экспрессирующие человеческий ACE2 и N-концевой фрагмент β-gal, смешивали с клетками, несущими S-белок коронавируса и C-концевой фрагмент β-gal. При слиянии клеток двух типов, опосредованном S-белком, два фрагмента β-gal соединяются, образуя каталитически активную молекулу. О том, что слияние произошло, можно судить по флуоресцентному сигналу, который образуется при расщеплении субстрата β-галактозидазой. Наиболее эффективно слияние мембран ингибировалось при обработке клеток димеризованным HRC-пептидом, связанным с холестерином через поилэтиленгликолевый линкер ([SARS_HRC-PEG4]₂-chol). При этом липопептид не был токсичен для клеток.

Следующим шагом стала проверка действия [SARS_HRC-PEG4]₂-chol против живого SARS-CoV-2. Было показано, что предварительная обработка липопептитдом клеток VeroE6, экспрессирующих протеазу TMPRSS2, предотвращает их заражение коронавирусом. Эффективность также была подтверждена для [SARS_HRC-PEG4]₂-chol в растворе сахарозы — такая формула потенциально пригодна для лечения человека.

Для тестирования [SARS_HRC-PEG4]₂-chol in vivo ученые выбрали хорьков, так как эти животные успешно передают друг другу SARS-CoV-2 воздушным путем и при непосредственном контакте. В ходе эксперимента неинфицированным хорькам капали в нос раствор [SARS_HRC-PEG4]₂-chol в DMSO либо 2% DMSO (контроль) в течение двух дней, а затем помещали к ним одного хорька, зараженного коронавирусом. Через 24 часа хорьков разделяли на группы (инфицированный донор, группа [SARS_HRC-PEG4]₂-chol и контрольная группа), каждую группу содержали отдельно. Хорьки-реципиенты получили дополнительную дозу [SARS_HRC-PEG4]₂-chol на 3 и 4 день эксперимента.

Согласно результатам ПЦР-анализа мазков из носа и горла животных, [SARS_HRC-PEG4]₂-chol давал выраженный эффект: у 6 из 6 хорьков, получивших препарат, не развилась вирусная инфекция. Анализ крови выявил наличие антител к коронавирусу у хорьков — доноров инфекции и в контрольной группе. У животных, получвших липопептид, антитела не детектировались, как и не было побочных эффектов, связанных с лечением.

Таким образом, профилактическое интраназальное введение липопептида [SARS_HRC-PEG4]₂-chol предотвращает трансмиссию от инфицированного животного к неинфицированному даже после 24 часов тесного контакта. Авторы считают, что липопептидные ингибиторы легко можно адаптировать для профилактики COVID-19 в человеческой популяции.