Безвредный вирус борется с гриппом, имитируя клетки легких
Как показывает нынешняя ситуация COVID-19, вирусы представляют собой серьезную угрозу для здоровья. Но что, если мы могли бы бороться с ними, используя другие вирусы? Ученые из Берлина создали вирусные оболочки, имитирующие клетки-мишени, которые вирус гриппа захватывает в организме, предотвращая их захват и вызывая инфекцию.
Бактериофаги (или просто фаги) - это типы вирусов, которые охотятся на другие микробы, обычно бактерии. Они были изучены как альтернативы антибиотикам и могут применяться во многих формах, таких как ингаляционные методы лечения пневмонии, повязки для стерилизации ран во время их заживления, антибактериальные пищевые обертывания или питьевые смеси для лечения пищевых отравлений.
Для нового исследования исследователи применили фаги против других вирусов. Вместо того чтобы убить вторгающийся вирус, фаги вместо этого действуют как своего рода ловушка. Команда спроектировала фаг, чтобы имитировать структуры в клетках легких, с которыми вирус гриппа связывается, что делает его неэффективным.
Поверхность вируса гриппа покрыта рецепторами, называемыми белками гемагглютинина, которые фиксируются на молекулах сахара на поверхности клеток легких. Как и ключ в замке, это очень точное совпадение, для которого требуется только нужное количество связей, расположенных друг от друга через нужные промежутки времени. Поэтому команда решила создать приманку для гриппа вместо клеток легких.
Исследователи начали с безвредного кишечного фага под названием Q-бета, который уже имел структуру, аналогичную той, которая им нужна. Используя синтетическую химию, команда оснастила пустую оболочку Q-бета молекулами сахара в правильном расположении. Конечный результат называется капсидом фага.
"Наша поливалентная каркасная молекула не является инфекционной и содержит 180 идентичных белков, которые расположены точно так же, как трехвалентные рецепторы гемагглютинина на поверхности вируса", - говорит Даниэль Лаустер, первый автор исследования. "Поэтому у него есть идеальные начальные условия для обмана вируса гриппа или, если быть более точным, для его идеальной пространственной привязки. Другими словами, мы используем фаговый вирус, чтобы отключить вирус гриппа!"
Благодаря математическим моделям и исследованиям с помощью криоэлектронного микроскопа, команда смогла определить, что капсид фага полностью инкапсулировал вирус и был эффективен против нескольких штаммов гриппа, включая вирусы птичьего гриппа. Испытания на животных моделях и клеточных культурах показали, что капсид фагов способен нейтрализовать грипп в ткани легких человека, предотвращая его размножение.
"Доклинические испытания показывают, что мы можем обезвредить как вирусы сезонного гриппа, так и вирусы птичьего гриппа с помощью нашей химически модифицированной оболочки фага", - говорит Кристиан Хакенбергер, соответствующий автор исследования. "Это большой успех, который предлагает совершенно новые перспективы для разработки инновационных противовирусных препаратов".
Как ни интригуют результаты, команда говорит, что предстоит еще много работы, прежде чем этот новый вид лечения станет доступным. Несколько важных вопросов до сих пор остаются без ответа, например, могут ли фаги вызывать иммунный ответ у людей - и если да, то помогает ли этот ответ или мешает лечению. Грипп также может развить устойчивость к фагам, что снизит его полезность. И это если он вообще работает у людей.
Команда планирует продолжить работу по решению этих проблем, а также надеется, что этот метод может быть перспективным для разработки лекарств, предотвращающих заражение коронавирусами. Даже если бы такое лекарственное средство было разработано, оно, скорее всего, не успеет помочь справиться с нынешней пандемией, но может предложить потенциальное оружие для любых будущих вспышек коронавируса.
Исследование было опубликовано в журнале .