Нанотело PiN-21 защищает хомячков от коронавирусной патологии

Ученые из Питтсбургского университета (США) разработали препарат для ингаляции на основе так называемых нанотел — однодоменных фрагментов антител, нацеленных на рецепторсвязывающий домен S-белка SARS-CoV-2, и протестировали его на сирийских хомячках.

О процессе создания нанотел эта же команда рассказала ранее в Science. Ламу иммунизировали рекомбинантным RBD коронавируса, затем анализировали репертуар одноцепочечных антител в сыворотке животного и экспрессировали мономерные антиген-связывающие домены этих антител в E. coli. Из всех полученных вариантов нанотел лучше всего в экспериментах in vitro показало себя нанотело 21 в гомотримерной форме. Оно получило название PiN-21 (Pittsburgh inhalable Nanobody 21). В новой работе ученые оценили его профилактическую и терапевтическую эффективность in vivo.

В первом эксперименте 12 сирийских хомячков заразили SARS-CoV-2. Шесть животных одновременно с вирусом получили PiN-21 интраназально. У хомячков, не получивших нанотело, развились клинические признаки инфекции. Они быстро теряли вес; вирус детектировался в мазках из горла, назальных смывах и легких. У хомячков, получивших PiN-21, вес оставался практически неизменным. SARS-CoV-2 в их верхних дыхательных путях не детектировался, а титры вируса в легких были существенно ниже, чем у контрольной группы. На десятый день после заражения происходил клиренс заразного вируса из легких. Это подтверждает нейтрализующую активность PiN-21, показанную в экспериментах in vitro.

На следующем этапе хомячков заражали SARS-CoV-2 и через шесть часов вводили интраназально PiN-21 или контрольное неэффективное нанотело. Как и в предыдущем эксперименте, хомячки, получившие PiN-21, почти не теряли в весе, титр вируса в верхних дыхательных путях значительно снижался. Заразный вирус не детектировался в легких уже на шестой день после заражения.

Наконец, ученые проверили, будет ли PiN-21 столь же эффективен в виде препарата для ингаляций. Нанотело переводили в аэрозольную форму с помощью небулайзера. Предварительные эксперименты показали, что PiN-21 при этом не теряет своей нейтрализующей активности и успешно доставляется в легкие хомячков. Результаты предыдущих экспериментов подтвердились: состояние хомячков, инфицированных SARS-CoV-2 и через шесть часов получивших аэрозольную форму PiN-21, было значительно лучше, чем у контрольной группы.

Гистологический анализ показал, что PiN-21 защищает ткани легких от тяжелых повреждений, связанных с инфекцией SARS-CoV-2. Трахея также была защищена — ее состояние соответствовало нижним границам нормы, тогда как у контрольных животных наблюдались дегенерация, некроз и другие отклонения разной степени тяжести. S-антитен коронавируса в цитоплазме эпителиальных клеток бронхиол у животных, получивших PiN-21, детектировался крайне редко, но был обилен в бронхиолярном эпителии контрольных хомячков.

В целом полученные результаты позволяют говорить о том, что PiN-21 обладает защитным и терапевтическим действием. Аэрозольная форма нанотела эффективно работает на ранней стадии инфекции, блокируя проникновение SARS-CoV-2 в клетки и, следовательно, его репликацию и выделение, а также снижая цитопатический эффект вируса. Авторы отмечают, что PiN-21 отличается высокой стабильностью и низкой стоимостью производства и в перспективе может стать удобным и экономически выгодным инструментом для борьбы с пандемией COVID-19.