Ученые Колумбийского университета приблизились к созданию универсального противовирусного средства

Ученые приблизились к созданию универсальной противовирусной терапии, дающей временные «сверхспособности» для борьбы с вирусами, вдохновленные редким иммунным нарушением. Фото: Shutterstock

Для нескольких десятков людей в мире жизнь с редким иммунным заболеванием имеет неожиданное преимущество — способность противостоять всем вирусам.

Иммунолог из Колумбийского университета Душан Богунович обнаружил эту противовирусную «суперсилу» около 15 лет назад, вскоре после того, как он выявил генетическую мутацию, вызывающую это состояние.

Изначально казалось, что состояние лишь повышает уязвимость к некоторым бактериальным инфекциям. Но по мере выявления большего числа пациентов стали очевидны его неожиданные противовирусные преимущества. Богунович, профессор детской иммунологии в Vagelos College of Physicians and Surgeons Колумбийского университета, вскоре узнал, что у всех людей с этой мутацией, которая вызывает дефицит иммунного регулятора под названием ISG15, наблюдается легкое, но постоянное системное воспаление.

«Тип воспаления, который у них был, был противовирусным, и тогда до меня дошло, что эти люди могут скрывать что-то важное», — вспоминает Богунович.

Когда он и его коллеги изучили иммунные клетки этих людей, они увидели следы столкновений со всевозможными вирусами — гриппом, корью, свинкой, ветрянкой. Но пациенты никогда не сообщали о явных признаках инфекции или болезни.

«В глубине души я постоянно думал, что если бы мы могли вызвать такой тип легкой иммунной активации у других людей, мы могли бы защитить их практически от любого вируса», — говорит Богунович.

Сегодня Богунович близок к разработке терапевтической стратегии, которая могла бы обеспечить такую широкоспектральную защиту от вирусов и стать важным оружием в следующей пандемии.

В своем последнем исследовании, опубликованном 13 августа в журнале Science Translational Medicine, Богунович и его команда сообщают, что экспериментальная терапия, которую они разработали, временно наделяет реципиентов (пока только хомяков и мышей) той же противовирусной сверхспособностью, что и у людей с дефицитом ISG15. При профилактическом введении в легкие животных через назальную капельницу терапия предотвращала репликацию вирусов гриппа и SARS-CoV-2 и уменьшала тяжесть заболевания.

«В клеточной культуре мы еще не нашли вирус, который мог бы прорвать защиту терапии», — говорит Богунович.

Копирование иммунных суперспособностей редкого состояния

Терапия Богуновича предназначена для имитации того, что происходит у людей с дефицитом ISG15, но только на короткое время.

Вместо того чтобы напрямую отключать ISG15 — что приводит к выработке более 60 белков — терапевтическое средство Богуновича включает производство 10 белков, которые в основном ответственны за широкую противовирусную защиту.

Нынешняя конструкция напоминает мРНК-вакцины от COVID, но с изюминкой: десять мРНК, кодирующих 10 белков, упакованы в липидные наночастицы. Как только наночастицы поглощаются клетками реципиента, клетки генерируют десять белков хозяина для создания противовирусной защиты.

«Мы генерируем лишь небольшое количество этих десяти белков на очень короткое время, и это приводит к гораздо меньшему воспалению, чем то, что мы видим у людей с дефицитом ISG15», — говорит Богунович. «Но этого воспаления достаточно для предотвращения вирусных заболеваний».

Фундамент для будущей терапии

Команда Богуновича рассматривает свою технологию как оружие для следующей пандемии — обеспечивающее защиту для спасателей, людей в домах престарелых и членов семей инфицированных — независимо от ответственного вируса.

«Мы считаем, что технология будет работать, даже если мы не знаем идентичность вируса», — говорит Богунович.

Важно отметить, что противовирусная защита, обеспечиваемая технологией, не помешает людям развить свой собственный иммунологический память к вирусу для долгосрочной защиты.

Однако свойства доставки и поглощения препарата технологией все еще нуждаются в оптимизации. При доставке животным через наночастицы 10 белков вырабатывались в легких,

«но, вероятно, не в достаточно высоких уровнях, которые позволяют нам немедленно перейти к испытаниям на людях», — говорит Богунович.

«Как только терапия достигает наших клеток, она работает, но доставка любой нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК, в ту часть тела, которую вы хотите защитить, в настоящее время является самой большой проблемой в этой области».

Исследователям также необходимо определить, как долго будет длиться противовирусная защита терапии, в настоящее время оцениваемая в три-четыре дня.

«Наши выводы подтверждают силу исследований, движимых любопытством без предвзятых notions», — говорит Богунович. «Мы не искали противовирусное средство, когда начали изучать наших редких пациентов, но эти исследования вдохновили на потенциальную разработку универсального противовирусного средства для всех».

Исследование «An mRNA-based broad-spectrum antiviral inspired by ISG15 deficiency protects against viral infections in vitro and in vivo» было опубликовано 13 августа в журнале Science Translational Medicine.