Антитела помогут в лечении гриппа

Имеющиеся в настоящее время вакцины против гриппа основаны на быстро меняющемся вирусном антигене гемагглютинина (га) и поэтому быстро устаревают. Таким образом, новые вакцины должны разрабатываться каждый год.

Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Science 25 октября 2019 года, сообщает о наборе из трех новых антител, которые связываются с другим типом поверхностного антигена вирусной клетки, называемого нейраминидазой (NA), который необходим для репликации вируса. Эти антитела связываются с NA из нескольких штаммов и подтипов вируса, что указывает на широкий спектр защитного действия. Это может способствовать разработке как профилактических, так и терапевтических методов борьбы с гриппом.

Многие ученые пытались найти широкую защитную вакцину, которая будет эффективна против более чем одного или нескольких штаммов вируса. Проблема с вакцинами на основе ГК заключается в частых изменениях, которые происходят в белке с мутациями в вирусной ДНК. Вот почему с каждым сезоном гриппа необходимо разрабатывать новую вакцину, обновляя антиген HA, чтобы он соответствовал антигену вирусных штаммов, циркулирующих в настоящее время. Исследователь Али Эллебеди, который впервые обнаружил антитела в образце крови, говорит “ " Существует много штаммов вируса гриппа, которые циркулируют, поэтому каждый год мы должны разрабатывать и производить новую вакцину, чтобы соответствовать наиболее распространенным штаммам этого года.”

Инновационный путь - Анти-NA антител

С другой стороны, антигены NA изменяются гораздо медленнее, и это вдохновило исследователей в текущем исследовании основывать свою разработку вакцины на этих белках. Использование этих антигенов может значительно повысить эффективность профилактических вакцин и методов лечения гриппа. По словам Эллебеди, " одна вакцина, которая защищает от всех штаммов гриппа, в том числе человека, свиней и других высоколетальных вирусов птичьего гриппа... это антитело может стать ключом к разработке действительно универсальной вакцины.”

Клиническая эффективность анти-NA антител была показана в предыдущие годы, когда история предшествующей инфекции с более ранними штаммами вируса защищала людей от текущих штаммов.

Исследователи изучили антитело-продуцирующие лимфоциты из сыворотки больного гриппом добровольца, который заболел штаммом H3N2 в 2017 году. Образцы были взяты на пятый день заражения, в рамках более широкого исследования иммунного ответа на грипп.

Они искали моноклональные антитела (MAB), полученные из одной клеточной линии. Эти специфически конструированы для того чтобы связать к одиночному протеину только. Затем МАБ были подвергнуты скринингу для проверки их способности связываться с различными антигенами гриппа. В этом случае mAbs связывается не только с основным антигеном HA, но и со многими другими антигенами. Они обнаружили, что среди 45 MAB было три, которые были анти-NA антитела, способные связываться с штаммом вируса H3N2. При дальнейшем тестировании они обнаружили, что эти антитела связываются с антигенами NA всех известных типов – от вирусов гриппа, выделенных от людей, а также животных.

- Сначала мы этому не поверили.”
Эта широко распространенная активность была большим сюрпризом для исследователей, несмотря на то, что они знали, что антитела NA обычно направлены против нескольких вирусов в пределах одного подтипа. Откуда такое удивление? Это было связано с тем, что эти MAB действовали против различных подтипов вируса – связывающего NA как от гриппа A, так и от гриппа B. действительно, специалист по нейраминидазе и исследователь Флориан Краммер говорит: “Сначала мы не верили нашим результатам. Удивительно, на что способна иммунная система человека, если ей дать правильные антигены.”

Успешное тестирование на мышах

В свете этого явления исследователи хотели проверить, могут ли эти три MAB предотвратить развитие гриппозной инфекции в клетках млекопитающих. Они выбрали мышь в качестве экспериментальной модели млекопитающих и заразили их различными штаммами гриппа.

Результаты показали, что множественные NA-белки, полученные из нескольких штаммов вируса у людей, птиц и свиней, были успешно блокированы этими антителами. Другими словами, они были защитными против вирусов гриппа А Групп 1 и 2, а также некоторых вирусов гриппа В.

Кроме того, у мышей в большинстве случаев предотвращался тяжелый грипп. Даже инъекция смертельных доз вируса H3N2 не смогла убить мышей, которые были обработаны низкими дозами трех MAB в течение 72 часов после инъекции.

Эллебеди радостно говорит: "Они определенно заболели и похудели, но мы все равно спасли их. Это было замечательно. Это заставило нас думать, что вы могли бы использовать это антитело в сценарии интенсивной терапии, когда у вас есть кто-то больной гриппом, и слишком поздно использовать Тамифлю.” Эта ситуация часто наблюдается, потому что Тамифлю эффективен только в течение 24 часов с момента появления симптомов.

Однако, прежде чем такой подход может быть разработан на основе этих результатов, предстоит проделать большую работу. Первым шагом было выяснить, как антитело связывается с антигеном NA. Структурный биолог Ян Уилсон вмешался сюда, чтобы помочь составить карту, с Сюэюн Чжу, структуры антител в комплексе антиген-антитело – то есть в связанной форме. Они обнаружили, что каждая из трех МАБ имела длинную петлю, которая вставлялась прямо в активный участок антигена NA, отключая его. Это предотвратило высвобождение ферментом NA вновь синтезированных вирусных частиц с поверхности клетки, а это, в свою очередь, предотвратило дальнейшую репликацию вируса, в результате чего инфекция со временем остановилась.

Этот уникальный механизм действия позволяет одному антителу отключить несколько вариантов NA, поскольку эти петли вставляются в практически неизменный активный сайт белка, но держатся подальше от окружающих сильно изменяющихся областей, которые вызывают вирусное разнообразие и антигенный сдвиг между пандемиями. Это помогает им достичь " гораздо большей широты против нейраминидазы различных вирусов гриппа, чем мы видели раньше.”

Последствия

Эти многообещающие результаты указывают на потенциал новой терапии для пациентов с гриппом, основанной на этих мощных антителах. Кроме того, они могли бы указать путь к разработке новых типов вакцин, которые дадут начало аналогичным иммунным реакциям, тем самым защищая вакцинируемого от гриппа, вызванного несколькими штаммами, и на более длительный срок, чем это делает нынешняя порода вакцин. Эллебеди резюмирует: "у нас есть альтернативный подход, чтобы начать разработку новых вакцин, которые индуцируют антитела, подобные этому. И это может быть очень важно, если мы собираемся выяснить, как разработать действительно универсальную вакцину.”