Схема иммунной защиты организма при вирусном заражении
Коронавирус проникает в клетки организма через рецептор ACE2. Этот рецептор необходим для транспорта аминокислот. Он находится, в основном, на мембранах гладкомышечных клеток большинства органов, например кровеносных сосудов и тонкого кишечника.
Один из фрагментов оболочечного белка SARS-CoV-2 сходен по структуре с ACE2. Это сходство позволяет вирусу проникнуть в здоровую клетку, размножиться и покинуть погибающую клетку.
В-лимфоциты — один из типов клеток иммунной системы организма. При контакте с чужеродными генетическими формами В-лимфоциты начинают производить антитела — специальные белковые молекулы. Антитела распознают вирусные частицы и зараженные клетки и прикрепляются к ним. Это сигнал для фагоцитов, что эти объекты необходимо уничтожить.
Однако есть другой тип антител — нейтрализующий. Эти антитела не только распознают вирусные белки, но и блокируют проникновение вируса в клетки организма. Нейтрализующие антитела наиболее важны в защите организма от инфекций, поскольку предотвращают гибель клеток.
Долгоживущие В-лимфоциты обеспечивают длительную защиту от чужеродного микроорганизма. Они «помнят» опасные антигены на протяжении нескольких лет и, когда встречают их снова, то обеспечивают быстрый иммунный ответ. Такие В-лимфоциты называют В-клетками памяти.
Выделение В-клеток памяти и антител, нейтрализующих SARS-CoV-2
Для проведения исследования были взяты образцы крови трех доноров, переболевших COVID-19. Ученые искали антитела против одного из фрагментов оболочечного белка коронавируса.
На первом шаге были отобраны образцы крови с очень высокой концентрацией антител. Всего было найдено 28 антител, причем 5 из них проявили свойства нейтрализации вируса.
Затем из этих образцов исследователи выделили В-лимфоциты памяти, которые синтезируют антитела. Для решения этой задачи была использована собственная технология сортировки единичных В-лимфоцитов, разработанная в Институте молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук.
На завершающем этапе исследователи получили моноклональные антитела, нейтрализующие коронавирус. Моноклональные антитела были выработаны В-клетками памяти, принадлежащими одному клеточному клону. Весь клон произошел от одной клетки-предшественницы.
Лечение COVID-19
Ученые уверены, что найденные антитела будут проявлять терапевтические свойства. Однако важно определить, какие комбинации антител сохранят антивирусные свойства по отношению новым мутациям SARS-CoV-2.
На сегодняшний день самым быстрым способом терапии COVID-19 является переливание плазмы переболевших пациентов. Причем плазма должна содержать нейтрализующие вирус антитела.
Этот способ не одобрен ВОЗ, поскольку есть риск заражения посторонними инфекциями. Также при переливании плазмы наблюдаются тяжелые иммунные реакции в силу ее чужеродности для пациента.
Препараты моноклональных антител будут лишены этих недостатков за счет отсутствия компонентов крови при их производстве. Также они будут более эффективны из-за высокой концентрации именно тех антител, которые нейтрализуют вирус. Такие препараты можно будет производить в больших промышленных объемах, что невозможно при использовании плазмы.
По оценкам исследователей, срок запуска технологии в широкую клиническую практику соизмерим со сроком разработки вакцины.
Вакцина от SARS-CoV-2
Моноклональные антитела также могут быть использованы для разработки вакцины. В этом случае важно убедиться, что найденные антитела не приводят к феномену антитело-зависимого усиления инфекции. Этот феномен наблюдается, когда у вакцинированного организма при встрече с инфекцией развивается тяжелый побочный эффект.
Сначала будут проведены доклинические исследования на животных. А уже после – клинические испытания на добровольцах.
Пандемия COVID-19 — возможность глубокого изучения семейства коронавирусов
Предыдущие эпидемии коронавирусов оказались локальными и быстро закончились. Врачи и ученые не успели провести клинические испытания вакцин. Также не было достаточно материала для всестороннего изучения антител. Поэтому к пандемии COVID-19 медицинская наука не была подготовлена должным образом, что вызвало тяжелые социально-экономические проблемы в мировом масштабе.
Нынешняя пандемия предоставляет возможность изучить свойства нейтрализующих антител, чтобы быть готовыми к новым эпидемиям коронавирусов.
Благодарности
Коллектив лаборатории иммуногенетики Института молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук благодарит анонимных доноров, сдавших образцы крови.
Также авторы исследования благодарят заместителя директора Федерального научно-клинического центра Федерального медико-биологического центра Москвы Баклаушева Владимира Павловича за предоставленные материалы для исследования.
Источники
https://www.mcb.nsc.ru/node/1358
http://www.mcb.nsc.ru/news/1345
