Сотрудники Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи и ФИЦ Биотехнологии РАН разработали антитело, одинаково эффективно нейтрализующее как исходный, так и новые варианты коронавируса. Результаты исследования опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules.

Несмотря на официально объявленное окончание пандемии, учёные продолжают искать новые способы борьбы с этой инфекцией. Для лечения в тяжёлых случаях особенно перспективными представляются вирус-нейтрализующие антитела, однако вирус SARS-CoV-2 при длительной циркуляции в человеческой популяции накапливает множество мутаций, из-за чего прежде эффективные антитела перестают узнавать его новые варианты. В этой связи, особые надежды возлагаются на получение универсальных антител с широкой нейтрализующей способностью по отношению к разным вариантам коронавируса.

В совместной работе исследователи из НИЦЭМ Гамалеи и ФИЦ Биотехнологии РАН применили длительную и специальным образом спланированную схему иммунизации верблюда, в результате чего удалось получить и охарактеризовать новое антитело, нейтрализующее все протестированные варианты коронавируса SARS-CoV-2, включая исходный уханьский и самые новые варианты, которые распространены в Российской Федерации и в мире в настоящее время.

Антитела двугорбых верблюдов (бактрианов) находятся в центре внимания иммунологов благодаря своим уникальным свойствам. Обычно антитела млекопитающих, включая человеческие, состоят из двух лёгких и двух тяжёлых белковых цепей. Но у верблюдов и лам есть антитела без лёгких цепей, которые имеют относительно малый размер антиген-узнающей области и зачастую называются наноантителами. Такое строение делает их удобнее в применении. Благодаря меньшему размеру они лучше распространяются по организму, при этом эффективность узнавания патогенов такими антителами может быть крайне высокой.

«Антитела, нейтрализующие SARS-CoV-2, как правило, распознают этот вирус по участкам на S-белке, который образует характерные шипы вируса. Они, как правило, располагаются на рецептор-связывающем домене (RBD), поэтому блокирование этих участков антителами препятствует заражению клетки», — пояснил соавтор работы, заведующий лабораторией белок-белковых взаимодействий ФИЦ Биотехнологии РАН Николай Случанко.

Полученное верблюжье наноантитело 1p1B10 предотвращает заражение клеток сирийского хомячка и специализированной линии мышей даже в чрезвычайно низкой (пикомолярной) концентрации, нейтрализуя действие смертельных доз вируса разных вариантов. Учёные смогли объяснить чрезвычайную эффективность действия нового нейтрализующего наноантитела, получив кристаллическую структуру комплекса этого антитела с RBD коронавируса с высоким разрешением.

Оказалось, что участок связывания антитела на поверхности RBD совпадает с участком связывания рецептора ACE2 на поверхности человеческих клеток, поэтому связывание антитела и предотвращает заражение. Широкое действие антитела против различных вариантов коронавируса объясняется тем, что подавляющее большинство мутации в RBD лежит вдали от участка узнавания антитела и не могут ослабить его нейтрализующее действие.

«Новое чрезвычайно эффективное антитело оказалось активным против всех протестированных нами вариантов коронавируса: от давно известных Wuhan D614G, Alpha, Beta, Gamma, Delta and Omicron BA.1, BA.2 и BA.5 до возникших существенно позднее вариантов XBB.1, XBB.1.5, XBB.1.9, XBB.1.16, JN.1 и KS.1. Это делает наш препарат очень перспективным и уникальным по широте действия. Мы понимаем, что гипотетически в процессе эволюции могут появиться новые варианты коронавируса, которые будут устойчивы и к такому лечению, однако пока таких вариантов мы не обнаружили. По всей видимости, такие мутации, которые действительно смогут ослабить действие нового антитела, неизбежно приведут к ухудшению связывания и с рецептором ACE2, а потому не выгодны для коронавируса и не смогли закрепиться. Насколько эффективно полученное антитело в терапии COVID-19 покажут клинические испытания», — прокомментировал первый автор работы, заведующий лаборатории иммунобиотехнологии НИЦЭМ Гамалеи Дмитрий Щебляков.

Работа частично поддержана грантом РНФ 23-74-30004.

Источник: ФИЦ Биотехнологии РАН.