Антитела ламы помогли ученым победить вирус кишечной инфекции и норовирусы

Каждый год норовирусы вызывают сотни миллионов случаев кишечных инфекций и уносят множество жизней, особенно среди уязвимых детей. Ученые предложили новый метод борьбы с норовирусными инфекциями, используя особые мельчайшие антитела лам (нанотела). Для проверки их эффективности, исследователи использовали модель "мини-кишок", выращенных в лаборатории.

Если человек заболевает кишечной инфекцией или гастроэнтеритом, чаще всего виновником оказывается норовирус. Эти инфекции являются массовыми: ежегодно болеют около 684 миллионов людей по всему миру, и из них 212 тысяч умирают от осложнений. Особенно страдают дети, пожилые люди и те, у кого есть хронические заболевания.

Норовирусы человека очень разнообразны: существует 10 групп, в том числе GI, GII, GIV, GVIII и GIX. Вирусы подгруппы GII.4 особенно распространены и коварны, так как способны обходить иммунитет, накопленный к более ранним вариантам этого вируса. Это подобно ситуации с гриппом или коронавирусом SARS-CoV-2, вызывающим Covid-19. Таким образом, иммунитет к норовирусам развивается трудно и неустойчиво.

Комплекс нанотела М4 с норовирусом GII.4 (в разных проекциях) \ © W. Salmen et al., 2023

Это побудило авторов исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, искать новые методы лечения норовирусной инфекции. Они обратили внимание на нанотела — антитела (иммуноглобулины), синтезируемые в организме ламы Lama glama, родственника верблюда из

Южной Америки. Эти белки имеют особые свойства в иммунной системе.

Иммуноглобулины лам и верблюдов состоят всего из двух полипептидных цепей, в отличие от обычных четырех. Ученые создали на основе этих свойств "нанотела" — аналоги иммуноглобулинов с единственным маленьким участком, который используется для точного связывания с мишенью, называемый гипервариабельным. Несмотря на то, что по массе нанотела в десять раз меньше, чем иммуноглобулин человека, оно сохраняет способность точного связывания, а иногда даже превосходит его по эффективности.

Нанотела оказались перспективным методом лечения вирусных заболеваний, таких как гепатит B, грипп, ВИЧ-инфекция, полиомиелит и другие. Теперь пришла очередь на кишечные вирусы, главных виновников энтероколита.

Исследователи ввели разные штаммы человеческого норовируса ламам и получили нанотела к ним, обозначенные как М4. Затем они создали модели "мини-кишок" — органоиды человеческого кишечника. Эта модель состоит из тех же клеток, что и реальные ткани, и хорошо имитирует их функции.

После этого "мини-кишки" заразили разными штаммами норовируса и проверили, как нанотела М4 влияют на инфекцию. Оказалось, что они эффективно предотвращают заражение не только самым распространенным штаммом GII.4, но и его предшественниками, циркулировавшими ранее в популяции.

Более того, исследователи выяснили механизмы ингибирования норовирусов антителами ламы. Эти небольшие белки буквально встраиваются в зазоры на поверхности вирусных частиц при изменении их формы и быстро разрушают вирус.

Авторы исследования надеются, что их результаты скоро послужат основой для эффективной терапии неприятных и опасных кишечных инфекций.