Zespół badawczy Narodowego Instytutu Onkologii jest na drodze do opracowania metody neutralizowania koronawirusa SARS-CoV-2.
Profesor Elżbieta Sarnowska, Narodowy Instytut Onkologii – Państwowy Instytut Badawczy. Nasza strategia zakłada zneutralizowanie wirusa SARS-CoV-2 nanoprzeciwciałem, a właściwie bakteriofagiem, który na główce będzie miał nanoprzeciwciało rozpoznające rozpoznające białko S (szczytowe) na powierzchni wirusa. Wyprodukowaliśmy kawałki tego białka wirusowego bez użycia wirusa jako matrycy i aktualnie jesteśmy na etapie przeszukiwania biblioteki nanoprzeciwciał pochodzących z alpak.
– Dlaczego alpaki?
– Kilkadziesiąt lat temu, przez przypadek, zespół studentów w Belgii dokonał odkrycia, że we krwi alpak znajdują się przeciwciała jednołańcuchowe, które są znacząco mniejsze od klasycznych przeciwciał a ich region rozpoznający antygen jest bardzo małych rozmiarów – stąd nazwa “nanoprzeciwciała”. Są one bardzo skuteczne w odpowiedzi immunologicznej. Na podstawie tego odkrycia powstała firma, dwa lata temu przejęta przez Sanofi. Rozwinęła ona technologię nanoprzeciwciał, uzyskując wiele patentów i opracowując leki. Pierwszy taki lek będący nanoprzeciwciałem został w ubiegłym roku zarejestrowany przez FDA, we wskazaniu choroby autoimmunologicznej. W badaniach klinicznych znajdują się kolejne nanoprzeciwciała do leczenia innych chorób, w tym także nowotworów czy stanów zapalnych. Nanoprzeciwciała mogą np. blokować receptory, analogicznie do leków onkoimmunologicznych.
Mój zespół badawczy, we współpracy z Instytutem Biochemii i Biofizyki PAN interesuje się nanoprzeciwciałami od kilku lat. Dostrzegamy duży potencjał tych cząsteczek, ponieważ dzięki swoim małym rozmiarom mogą docierać tam, gdzie nie docierają zwykłe przeciwciała – na przykład są w stanie przekroczyć barierę krew-mózg. Są one także nieimmunogenne, czyli dobrze tolerowane przez organizm. Myślimy na przykład o opracowaniu technologii wnikania nanoprzeciwciała do komórki nowotworowej, aby tam dostarczyć lek i ją zniszczyć.
– Dlaczego Narodowy Instytut Onkologii zajął się poszukiwaniem leku na COVID-19?
– Po pierwsze posiadamy wiedzę i wcześniej opracowane technologie, których wykorzystanie daje duże szanse na sukces. Po drugie – pacjenci onkologiczni z powodu obniżonej odporności są w grupie podwyższonego ryzyka zakażenia i ciężkiego przebiegu tej choroby, więc nasz projekt doskonale wpisuje się w misję Instytutu. Rozpoczęliśmy prace za namową profesora Walewskiego, dyrektora NIO, który dostrzega nasz potencjał i pomógł stworzyć duży zespół badawczy, z zaangażowaniem kilku osób z tytułami profesorskimi, w tym również z innych niż NIO instytucji.
– Na jakim etapie jest projekt?
– Podstawą projektu jest spostrzeżenie, że zwierzęta z gatunków wielbłądowatych mają styczność i są infekowane przez koronawirusy – inne niż SARS-CoV-2. Skoro mogą być infekowane, to w bibliotece ich nanoprzeciwciał powinniśmy znaleźć nanoprzeciwciała związane ze zwalczaniem koronawirusów, a wśród nich może uda się znaleźć takie, które rozpoznają białko Spike wirusa SARS-CoV-2. Udało nam się już wyprodukować dosyć duże ilości białka wirusa, które są potrzebne do tych poszukiwań. Stworzyliśmy także bardzo dobrą bibliotekę z dziesięciu naiwnych alpak, czyli takich, które nie miały styczności z SARS-CoV-2.
– Jaki będzie kolejny etap?
– Kolejnym etapem będzie sprawdzenie, czy wybrane nanoprzeciwciała będą w stanie blokować wejście wirusa do komórek i czy będą bezpieczne dla komórek ludzkich. Badaniem bezpieczeństwa zajmie się zespół prof. Pojdy z Zakładu Medycyny Regeneracyjnej NIO, natomiast prof. Zagożdżon z WUM będzie sprawdzał, czy są one w stanie związać się z białkiem wirusa i go zablokować. Ważne jest także miejsce, w którym nanoprzeciwciało wiąże się z wirusem, bo ma to wpływ na jego skuteczność. Nie każde przeciwciało jest w stanie zablokować koronawirusa. Niedawno ukazała się publikacja o tym, że wyizolowano 45 różnych przeciwciał u pacjenta, który ciężko przechodził COVID-19. Tylko trzy z nich blokowały wirusa. Czyli organizm reagował na zakażenie, ale ta odpowiedż była w większości nieskuteczna.
– Czyli wyizolowane nanoprzeciwciało będzie lekiem na Covid?
– Trudno to nazwać lekiem, nie będzie ono też szczepionką. To będzie neutralizator wirusa, działający na wzór antytoksyny i blokujący wnikanie wirusa do komórek. Dla chorego największym zagrożeniem jest przenikanie wirusa do komórek, namnażanie się w nich i po wyjściu – zakażanie następnych. Z wirusem pozostającym poza komórkami nasz organizm sobie poradzi za pomocą różnych mechanizmów odpornościowych.
– W jakim czasie możemy się spodziewać pierwszych rezultatów projektu?
– Pierwsze efekty badań poznamy niedługo, to jest kwestia miesięcy, przy dużym szczęściu – tygodni. Takie projekty w normalnym trybie trwają wiele lat, natomiast pracujemy z ogromną intensywnością i wydajnością, aby ten czas maksymalnie skrócić. Znalezienie odpowiedniego faga – to jednak dopiero pierwszy krok. Konieczne będą potem badania bezpieczeństwa, rozwinięcie metody produkcji i wiele innych działań, aby opracować gotowy lek. Natomiast samo nanoprzeciwciało, jeśli je znajdziemy, można także wykorzystać w testach wykrywających koronawirusa i innych celach. Mamy już kilka koncepcji. Jeśli nasz tok myślenia się potwierdzi i znajdziemy skuteczny neutralizator koronawirusa, to według tej samej technologii być może uda się opracować nanoprzeciwciała powstrzymujące inne wirusy. Nośnikiem pozostanie bakteriofag, ale będzie prezentował inne nanoprzeciwciało. Cały czas pracujemy przecież nad tą technologią z myślą o stworzeniu leków przeciwnowotworowych.
– Gdzie jesteśmy na globalnej mapie walki z koronawirusem?
– Według dostępnych danych wiemy, że koronawirus nie mutuje zbyt mocno. Analiza sekwencji białka Spike, pochodzących z różnych części świata, którą przeprowadziłam, nie wykazuje znaczących mutacji. Można zaobserwować różnice, ale nie w domenach istotnych dla przenikania wirusa do komórek. Ta niewielka zmienność dobrze rokuje dla opracowania leku i szczepionki, a także dla ewentualnego zastosowania efektów naszych badań.
– Czyli różnorodna odpowiedź na zakażenie, obserwowana wśród osób z różnych krajów, nie będzie przeszkodą. A w takim razie, z czego wynikają te różnice, na przykład między Słowianami i mieszkańcami południa Europy?
– Są również badania pokazujące, że w USA częściej umierają osoby rasy czarnej. Nasza teoria związana z tymi różnicami dotyczy furyny. To białko, znajdujące się również na powierzchni komórek, odpowiada za cięcie białka Spike. Zablokowanie cięcia białka Spike oznacza, że wirus będzie nieaktywny, więc choroba się nie rozwinie. Furyna znajduje się w różnych komórkach oraz w osoczu. Jej ilość w osoczu zwiększa się wraz z wiekiem. Istnieją badania, które wykazały, że ludzie różnych ras mają różne warianty furyny. Być może innym efektem przecięcia białka Spike jest powstanie jego kawałków, które obecne w osoczu działają jak superantygen i wywołują u niektórych osób sztorm cytokinowy i ciężki przebieg Covid-19. Ale to jest tylko teoria, której potwierdzenie wymagałoby dokładnych badań. Są także doniesienia, według których przebieg choroby jest związany z metabolizmem organizmu czy z szczepieniem przeciw gruźlicy.
– Ale odporność na koronawirusa będzie można także – miejmy nadzieję – zbudować za pomocą szczepionki i przeciwciał?
– Ukazała się bardzo dobra publikacja dotycząca immunologii, wykazująca że w COVID-19 istotne są nie tyle przeciwciała, co odpowiedź komórkowa z limfocytów T. To by potwierdzało analizy dotyczące zakażeń pierwszym wirusem SARS. Wykazano wówczas, że osoby, które przechorowały zakażenie koronawirusem, po sześciu latach nie miały przeciwciał, ale posiadały limfocyty pamięci. Limfocyty były w stanie rozpoznać i zniszczyć wirusa. Wiele innych doniesień potwierdza, że u pacjentów nie stwierdza się przeciwciał lub że przeciwciała nie działają. Według niektórych badań zaledwie 10 proc. pacjentów wytwarza przeciwciała, a w dodatku znikają one po kilku miesiącach. Jednocześnie, w wyniku reakcji krzyżowej, testy wykrywają obecność przeciwciał związanych z różnymi koronawirusami, innymi niż SARS-CoV-2. Jest zatem wiele argumentów za tym, że w przypadku COVID-19 liczy się odpowiedź komórkowa limfocytów T.
– Czy to oznacza większą trudność przy opracowaniu szczepionki?
– Za pomocą szczepionki jesteśmy również w stanie wyindukować skuteczną odpowiedź komórkową, tak aby organizm zapamiętał, za pomocą komórek pamięci, jak zwalczyć koronawirusa – choć jest to trudniejsze. Szczepionki indukują różne typy odpowiedzi, tak więc trzeba być dobrej myśli. Przypomnę jednak, że wiele lat pracy nad szczepionkami przeciwko MERS i pierwszemu wirusowi SARS nie przyniosło efektu. Aby ocenić skuteczność opracowanych szczepionek trzeba będzie bardzo dokładnie przeanalizować, co jest antygenem. Nie wykluczam też, że uda się opracować szczepionkę, za pomocą której wytworzą się skuteczne przeciwciała, które nie będą po krótkim czasie znikały.
– Jak Pani ocenia szansę na szybkie pojawienie się leków na COVID-19?
– Mam nadzieję, że nasz neutralizator powstanie szybko. Natomiast lek, który na przykład będzie hamował replikację wirusa, pojawić się może, patrząc optymistycznie, w ciągu kilku lat. Najważniejsza kwestia – to jak się będzie rozwijać pandemia. Pewne rzeczy można przyspieszyć, jeśli sytuacja będzie tego wymagała, lub też robić zwykłym trybem.
* Dr hab. n.med Elżbieta Sarnowska, prof. NIO, Pracownia Organizacji Chromatyny Zakładu Onkologii Molekularnej i Translacyjnej, odpowiada za część badawczą projektu realizowanego przez Narodowy Instytut Onkologii wspólnie z Instytutem Biochemii i Biofizyki PAN oraz Warszawskim Uniwersytetem Medycznym. Kierownikiem projektu jest prof. Jan Walewski, dyrektor NIO. Część prac badawczych realizowana w IBB PAN j nadzorowana jest przez przez dr hab. Tomasza Sarnowskiego prof. IBB PAN, a jeszcze inna część – przez prof. Radosława Zagożdżona z WUM. Projekt jest finansowany przez Agencję Badań Medycznych.
(rozmawiał Krzysztof Jakubiak)
© mZdrowie.pl
