Миметик антитела нейтрализует коронавирус через несколько часов после заражения

Антитела, вырабатываемые после вакцинации или болезни, не могут нейтрализовать новые коронавирусные варианты, вызывающие опасения. Более того, вакцины не работают для многих людей с ослабленным иммунитетом. Нужны новые способы предотвращения передачи и распространения коронавирусной инфекции.

SARS-CoV-2 реплицируется в первую очередь в назальном эпителии, так что есть смысл в интраназальной доставке нейтрализующих агентов. Ранее на животных моделях уже были успешно испытаны моноклональные антитела, таргетирующие S-белок коронавируса. Чтобы предотвратить резистентность, такие антитела используют в виде коктейлей. Для удешевления и упрощения производства многие ученые перешли к небольшим фрагментам антител или нанотелам. В новой работе исследователи из Университета Хельсинки и коллабораторы использовали миметик антитела — шерпатело (SH3 Recombinant Protein Affinity). Это небольшой белок (менее 60 аминокислот), который включает в себя улучшенный SH3-домен человеческого белка нефроцистина https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/prot.20344.

Для того, чтобы подобрать миметик, который мог бы нейтрализовать SARS-CoV-2, авторы провели скрининг фаговой библиотеки с 10¹¹ уникальными белками. В качестве наживки использовали рецепторсвязывающий домен S-белка. Один из клонов (Sb92) был выбран благодаря тому, что он мог также связывать рецепторсвязывающий домен SARS-CoV-1, то есть таргетировал консервативный эпитоп. Белок Sb92 наработали в бактериях. Для дальнейших экспериментов получили тример Sb92 — TriSb92.

Нейтрализующую способность TriSb92 проверили, инкубируя его с различными вирусными изолятами перед тем, как заразить культуру VeroE6-TMPRSS2-H10. На изначальном штамме Wuhan был получен IC50 0,24 nM. На других штаммах эти показатели были еще лучше: 0,11 nM (бета), 0,18 nM (дельта) и 0,08 nM (BA.1). Даже для BA.5 IC50 был равен 0,82 nM. В опытах со псевдовирусами были получены схожие результаты. Также хорошие результаты были получены на псевдовирусах, несущих S-белки вирусов, появившихся в середине-конце 2022 года, хотя в этом случае IC50 достигал 1–2 nM. Псевдовирус с S-белками SARS-CoV-1 также был нейтрализован с IC50 5,65 nM. Таким образом, TriSb92 — эффективный ингибитор коронавирусной инфекции, который таргетирует консервативный сайт рецепторсвязывающего домена. Мутации, обнаруживаемые у старых и новых вариантов, не препятствуют нейтрализации.

Чтобы изучить механизм нейтрализующей активности, авторы проверили, препятствует ли TriSb92 прикреплению псевдовируса к клетке. Для этого псевдовирусы обрабатывали TriSb92 в течение 30 минут. После чего их инкубировали с клетками HEK293, экспрессирующими ACE2. Оказалось, что TriSb92 не препятствует связыванию псевдовируса с клеткой. Дальнейшие опыты показали, что TriSb92 индуцирует конформационные изменения субъединицы S2.

Далее авторы оценили эффективность TriSb92 in vivo. Для этого мышей Balb/c заражали штаммом бета. TriSb92 вводили интраназально за час до заражения. Через два дня в легких мышей оценивали уровень вирусной РНК. В легких мышей, получивших профилактическую дозу препарата, вирусная РНК не обнаруживалась, в отличие от контрольных животных. Результат подтвердили и другими методами.

В следующем эксперименте дозу препарата снизили в десять раз. Также большую дозу вводили мышам за четыре и восемь часов до заражения. Малая доза была эффективной, но у двух животных все же обнаруживался вирусный антиген в эпителиальных клетках бронхов. Большая доза, полученная за четыре часа до заражения, также защитила животных — только у одной мыши из четырех была выявлена вирусная РНК. При получении препарата за восемь часов до заражения у одной мыши из четырех уровни вирусной РНК были значительными, хотя и сниженными.

Авторы проанализировали потенциал препарата для терапии, а не для профилактики. Для этого препарат вводили через 2–4 часа после заражения. Удивительно, но вирусная РНК в этом случае тоже почти не определялась (вирусная РНК была выявлена у одного животного из пяти). Перерыв в восемь часов также давал преимущество у трех животных из пяти. Не было выявлено патологических изменений в эпителии бронхов у животных, получивших лечение.

В опытах с адаптированным к мышам вирусом maVie16 было показано, что введение TriSb92 за час до заражения защитило животных. Они не теряли в весе, как контрольные мыши, и выглядели неотличимо от здоровых.

Наконец исследователи оценили, можно ли использовать TriSb92 в виде назального спрея для человека. Результаты обнадеживают. Так, даже очень высокие дозы препарата не были токсичными для человеческих клеток. TriSb92 не обладал кросс-реактивностью с назальным эпителием. Нейтрализующая активность не снижалась после хранения в течение 15 месяцев при температурах −80 °C, −20 °C, +4 °C или +20–25 °C.

По словам авторов, эту технологию также можно использовать для предотвращения других вирусных болезней, таких как грипп. Они планируют довести свою разработку до клинических испытаний.

Внутримышечная вакцинация после COVID-19 не восстанавливает иммунитет слизистой оболочки носа