Ученые СПбГУ разрабатывают назальный спрей для профилактики и лечения COVID-19

15.05.2020

Исследователи Санкт-Петербургского университета вместе с коллегами из НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева приступили к созданию белкового препарата, способного заблокировать распространение вируса SARS-CoV-2 в верхних дыхательных путях.

В своей разработке они используют белковый домен другого коронавируса — HCoV-NL63, менее опасного патогена, вызывающего сезонные ОРВИ. Оба вируса прикрепляются к клетке с помощью функционально похожих белковых фрагментов (RBD-доменов) и через один и тот же рецептор ACE2. Ученые предполагают: если закрыть входы в клетки с помощью RBD-домена HCoV-NL63, то и SARS-CoV-2 тоже не сможет в них попасть.

Семейство коронавирусов получило свое название из-за «солнечной короны», которую напоминают шиповидные отростки на поверхности вирусной частицы. Именно с помощью этих белков-«шипов», или спайк-белков, патогены умудряются заражать людей и животных: они ищут на поверхности здоровых клеток мишени — рецепторы, к которым можно прикрепиться, чтобы проникнуть в клетку. В случае вируса SARS-CoV-2, который продолжает пугать жителей всего мира, такой мишенью становится ангиотензинпревращающий фермент 2 (АПФ2 или ACE2). Этот рецептор участвует в регуляции артериального давления в организме.

Блокирование участка рецептора ACE2 на поверхности клеток человека, с которым взаимодействует вирус SARS-CoV-2 – причина инфекции COVID-19

«Что интересно, с этим же рецептором взаимодействует другой, уже известный человеку коронавирус NL63. Он гораздо менее опасный и вызывает нетяжелые сезонные ОРВИ, — рассказала автор идеи, старший научный сотрудник лаборатории биологии амилоидов СПбГУ Анна Аксёнова. — Причем NL63 так же, как и SARS-CoV-2, использует для входа в клетку белок ACE2, а самый кончик его рецептор-связывающего домена (RBD домен) — своего рода «крючок», который цепляется за клетку, — прикрепляется к тому же участку на поверхности ACE2, что и SARS-CoV-2. Получается, можно попробовать с помощью фрагмента слабого вируса закрыть участок рецептора ACE2, чтобы сильный вирус тоже не смог проникнуть внутрь — место входа будет занято».

Структура RBD домена коронавируса NL63 и его взаимодействие с рецептором ACE2 на поверхности клеток человека (Wu et al., 2009 PNAS).

Для этого, объясняют ученые, нужно наработать большое количество белка-блокатора, а на его основе создать спрей для носа и горла или капли для глаз, которые помогут предотвращать распространение коронавируса нового типа, а значит, помогут в лечении и профилактике COVID-19. По замыслу исследователей, белковый препарат нужно будет применять при первых симптомах заболевания, а также при высоких рисках заражения. Теоретически он сможет помочь остановить SARS-CoV-2 еще в верхних дыхательных путях — до того, как вирусные частицы попадут в легкие. Даже если патогены смогут пройти барьер, то, отмечают ученые, инфицирующая доза будет минимальна и организм сможет с ней справиться самостоятельно.

Сегодня мы находимся на начальной стадии исследования и работаем над тем, чтобы получить большое количество нужного белка для дальнейших экспериментов. Для этого мы получили лабораторные штаммы бактерий Escherichia coli, в которых есть конструкция с геном, кодирующим необходимый фрагмент спайк-белка вируса NL63, — экспрессионные штаммы.

Директор ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Развитие молекулярных и клеточных технологий» Кирилл Волков

«Коллеги из НИИ гриппа помогли нам получить нужный участок генома вируса, и нами были созданы экспресионные плазмиды. В течение ближайших недель мы будем отрабатывать выделение и очистку данного белка из модифицированных бактерий», — рассказал директор ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Развитие молекулярных и клеточных технологий» Кирилл Волков.

Следующие этапы исследования — это эксперименты на мышах, которые позволят посмотреть, насколько потенциальный препарат может быть токсичным, а также эксперименты на клетках человека. Если первые результаты будут обнадеживающими, отмечают ученые, начнутся поиски партнеров для проведения первых испытаний на людях. В отличие от разработки вакцины против COVID-19, на которую, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, может уйти около полутора лет, первый вариант подобного препарата местного действия, возможно, удастся создать уже через три-четыре месяца.

Share:

Read next

EN, Вузы

ITMO Researchers Win Grant for Development of Smart Glasses Components
The scientists will develop a method for the development of waveguides invisible to the naked eye
Subscribe to StudyInSPb
Newsletter