Наука в Сибири

от 17.07.2019 г.

Оригинал статьи


Получены новые мышиные антитела для лечения системного кандидоза

Специалисты Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН синтезировали белковые препараты (моноклональные антитела), показавшие высокие результаты в лечении грибкового заболевания — системного кандидоза. Эффективность новых соединений проверялась авторами в составе международной группы ученых. Исследователи работали с лабораторными мышами, но в перспективе планируют создать гуманизированные антитела для терапии людей. Детали опубликованы в журнале Plos One.

Системные грибковые заболевания, к которым относится кандидоз, возникают обычно у пациентов, функции иммунной системы которых были нарушены, например, в результате интенсивного курса химиотерапии, пересадки органов или заражения ВИЧ. Многие грибки, в том числе аспергиллы, кандиды, обладают устойчивостью к традиционно применяемым препаратам — антимикотикам. Лечение последними переносится тяжелее, чем антибиотиками, потому что грибы, как и люди, — эукариотические (ядерные) организмы, в отличие от безъядерных бактерий — прокариот. В результате средства, направленные на уничтожение грибковых заболеваний, в значительной степени повреждают и человеческие клетки.

Ученые работали с синтетическим антигеном — олигосахаридом β-глюканом, созданным в лаборатории химии гликоконъюгатов Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН. Применение синтетического, а не природного соединения позволяет добиться выработки антител специфичных именно к грибам, а также предсказать состав и структуру антигена, что дает возможность формировать антитела с определенными свойствами.

«У природных антигенов можно лишь приблизительно знать, что в них содержится: например, есть глюканы, но непонятно, сколько их в цепочке, разветвленные они или линейные. Структура синтетических соединений полностью известна. Отталкиваясь от нее, можно предположить, какой специфичностью будет обладать антитело и будут ли у него нужные характеристики, в частности терапевтические», — говорит первый автор статьи младший научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии ИХБФМ СО РАН Андрей Леонидович Матвеев.

Антитела вырабатываются организмом в ответ на проникновение чужеродных агентов — антигенов (например, возбудителей инфекционных заболеваний) и, соответственно, даже введенные извне, не вызывают негативной реакции. Моноклональные антитела — продукт деятельности потомков одной и той же клетки иммунной системы. Они высокоспецифичны: то есть связываются лишь с определенным антигеном и, в зависимости от функции, могут выявлять чужеродный агент или уничтожать его.

Сейчас на мировом фармацевтическом рынке используется около 100 препаратов на основе моноклональных антител, ими в основном лечат раковые и аутоиммунные заболевания; пока есть только два противоинфекционных антитела: одно из них направлено на уничтожение вируса, другое — токсина бактерии.

Получение моноклональных антител происходит в несколько стадий: лабораторным мышам вводится антиген, затем из селезенок животных с хорошим иммунным ответом выделяются клетки, продуцирующие антитела, и сливаются с клетками раковой линии мышей. В результате получаются практически бессмертные культуры, которые могут долго производить нужные вещества.

«Сложность в том, что не всегда у мышей есть требуемая реакция на введенный антиген. Андрей Матвеев добился того, чтобы иммунный ответ был сильный, после чего получил отдельные клеточные клоны и выбрал те из них, что обладают наибольшей эффективностью связывания с антигеном. Их получилось не так много, но два антитела из отобранных продемонстрировали способность защитить мышей, зараженных смертельной дозой грибка Candida. После разовой инъекции одним из антител 50 % животных выжили, это очень хороший показатель. Результативность другого соединения была ниже, но тоже значимая, к тому же любой курс лечения подразумевает серию, а не однократное введение лекарственного препарата», — комментирует соавтор статьи в Plos One заведующая лабораторией молекулярной микробиологии ИХБФМ СО РАН доктор биологических наук Нина Викторовна Тикунова.

Эксперименты in vitro выявили и хорошую противогрибковую активность комбинации более эффективного антитела и антимикотика флуконазола. При этом оба действующих вещества были взяты в низких концентрациях, когда каждое из них по отдельности не оказывало лечебного эффекта.

Иммунофлюоресцентная микроскопия дрожжевых грибов вида Candida Papapsilosis, выявленных моноклональными антителами 3G11 и 5H5, обладающими способностью защитить мышей, зараженных смертельной дозой грибка Candida

Конечно, молекулы, полученные с помощью экспериментов на мышах, не будут вводиться людям, для этого конструируются гуманизированные химерные антитела, которые, предположительно, будут обладать терапевтической активностью в отношении системного кандидоза.

Гуманизированное антитело — изначально человеческое, но небольшие фрагменты этого белка заменены на аналогичные из тех антител мыши, которые в экспериментах на модельных животных показали свою перспективность.

«Работающие на мышах антитела проходят проверку на более крупных млекопитающих (кроликах, собаках, шимпанзе), и на каждом этапе происходит отсев препаратов, но в первую очередь это касается противораковых лекарств. В отличие от последних, средства на основе антимикробных антител, эффективные для грызунов, как правило, действенны и для человека при условии доказанной безопасности. Поэтому есть надежда, что если гуманизировать полученное нами соединение, его в перспективе можно будет применять и для лечения людей», — поясняет Нина Тикунова.

В дальнейших планах исследовательской группы — более подробное изучение новых антител и разработка терапевтической схемы лечения на лабораторных животных. Для того чтобы препараты попали на рынок лекарственных средств, разрешенных к применению на людях, нужно провести доклинические и клинические исследования. Это не входит в компетенцию НИИ и может быть реализовано в сотрудничестве с индустриальными партнерами.

Ранее специалисты ИХБФМ СО РАН вместе с коллегами из ИОХ РАН создали высокоэффективный диагностикум аспергиллезов (заболеваний, вызываемых низшими грибами рода Aspergillus). Сейчас готов его прототип, и специалисты Института органической химии РАН ведут переговоры с фармацевтическими компаниями, чтобы начать производство российской тест-системы аспергиллезов.

Надежда Дмитриева