Охота за универсальной вакциной против коронавируса

Ключом к универсальной вакцине является мозаичная наночастица с таким количеством различных вирусных фрагментов, сгруппированных в непосредственной близости друг от друга на ее поверхности. В-клетки иммунной системы, которые вырабатывают специфические антитела, скорее всего, найдут и свяжутся по крайней мере с некоторыми из этих консервативных фрагментов вируса, которые остаются неизменными в новых вариантах. Таким образом, В-клетки сделают антитела эффективными даже против ранее неизвестных вариантов.

Чтобы создать свою мозаичную наночастицу, Коэн, Бьоркман и их сотрудники выбрали белки с поверхностей 12 коронавирусов, идентифицированных другими исследовательскими группами и подробно описанных в научной литературе. К ним относятся вирусы, вызвавшие первую вспышку атипичной пневмонии, и тот, который вызывает Covid-19, а также нечеловеческие вирусы, обнаруженные у летучих мышей в Китае, Болгарии и Кении. На всякий случай они также добавили коронавирус, обнаруженный у чешуйчатого муравьеда, известного как панголин. Все штаммы уже были генетически секвенированы другими группами и имеют от 68 до 95% одного и того же геномного материала. Таким образом, Коэн и Бьоркман могли быть относительно уверены, что по крайней мере некоторые части каждого отдельного шиповидного белка, которые они выбрали для размещения на внешней стороне своей наночастицы, будут общими для некоторых других вирусов.

Потом сделали три вакцины. В одном, для сравнения, все 60 слотов были заняты частицами, взятыми из одного штамма SARS-CoV-2, вируса, вызывающего covid-19. Два других представляли собой мозаику, каждая из которых представляла собой смесь белковых фрагментов, взятых из восьми из 12 штаммов коронавируса летучих мышей, человека и панголина. Оставшиеся четыре штамма были исключены из вакцины, чтобы исследователи могли проверить, защитит ли она от них в любом случае.

В исследованиях на мышах все три вакцины одинаково хорошо связывались с вирусом covid-19. Но когда Коэн сел посмотреть на свои результаты, он был потрясен тем, насколько мозаичные наночастицы действовали сильнее при воздействии различных штаммов коронавируса, не представленных на шипах, которым они подвергались.

Вакцина запускала выработку армий антител для атаки тех частей белков, которые наименее изменились среди различных штаммов коронавируса, другими словами, тех частей, которые сохранились.

Новая эра

В последние месяцы Бьоркман, Коэн и их сотрудники тестировали вакцину как на обезьянах, так и на грызунах. Пока вроде работает. Некоторые из экспериментов шли медленно, потому что их должны были проводить зарубежные сотрудники в специальных лабораториях биобезопасности с высоким уровнем безопасности, предназначенных для предотвращения утечки высококонтагиозных вирусов. Но когда результаты наконец появились в журнале Science, статья привлекла всеобщее внимание.

ПРЕДОСТАВЛЕНО КАЛТЕХ

Параллельно предпринимаются и другие многообещающие усилия. В Вашингтонском университете Институт белкового дизайна, биохимик Нил Кинг разработал на заказ сотни новых типов наночастиц, «вылепляя их атом за атомом», говорит он, таким образом, чтобы атомы самособирались, притягиваясь в правильные положения другими частицами, спроектированными так, чтобы нести дополнительные геометрические и химические заряды. В 2019 году сотрудник Кинга Барни Грэм из Национального института здоровья первым успешно продемонстрировал, что мозаичные наночастицы могут быть эффективны против различных штаммов гриппа. Кинг, Грэм и их сотрудники сформировали компанию для модификации и разработки метода, и у них есть вакцина против гриппа на основе наночастиц, которая проходит первую фазу клинических испытаний. Сейчас они внедряют новую технологию против множества различных вирусов, включая SARS-CoV-2.

Несмотря на недавние многообещающие разработки, Бьоркман предупреждает, что ее вакцина, вероятно, не защитит нас от всех коронавирусов. Существует четыре семейства коронавирусов, каждое из которых немного отличается от другого, и некоторые нацелены на совершенно разные рецепторы в клетках человека. Таким образом, в семействах коронавирусов сохраняется меньше сайтов. Вакцина из ее лаборатории ориентирована на универсальную вакцину против сарбековируса, подсемейства, которое содержит коронавирусы SARS и SARS-coV-2.