Руководитель московской лаборатории «ГеноТехнология» Андрей Мисюрин рассказал обозревателю «МБХ медиа» Зое Световой, когда появятся экспресс-тесты на COVID-19, которые облегчат работу врачей и в будущем позволят создать вакцину и лекарство от коронавируса.
— Расскажите, пожалуйста, над какими разработками, связанными с пандемией, сейчас вы работаете? Идет ли речь об экспресс-тесте на коронавирус, которого так ждут врачи?
— Мы разрабатываем экспресс-тест для определения антител у больных и для тех, кто уже переболел коронавирусной инфекцией.
— А для чего нужен этот тест?
— Этот тест нужен для того, чтобы показать, что иммунные клетки, B-лимфоциты человека, производят антитела против вируса SARS-CoV-2, COVID-19. Положительный результат такого теста может свидетельствовать о нескольких вещах. Первое — то, что этот человек контактировал с вирусом. Например, инфекция может быть на момент исследования или же была некоторое время назад. И второе — по этому тесту можно будет судить о том, каков этот иммунный ответ.
Возможно, мы застали человека в самом начале заболевания и ответ со стороны иммунной системы только развивается, и тогда мы увидим преимущественно сигнал со стороны IgM-антител, либо человек уже переболел и у него стойкий иммунный ответ в виде специфических к вирусу антител IgG. Ну, и третье — с помощью такого теста можно будет отбирать людей переболевших, которых имеет смысл просить, чтобы они сдали кровь, чтобы получить из этой крови плазму либо сыворотку, которую потом можно использовать для лечения других людей.
Кроме того, для нас очень важно, что именно от этих людей можно будет получить B-лимфоциты, которые производят нужные антитела против этого коронавируса. Получив такие B-лимфоциты, можно с помощью специальной методики создать биотехнологический продуцент антител против вируса SARS-CoV-2, COVID-19, нарабатывать такие антитела, как лекарственное средство против этой опасной инфекции.
Тест за 15 минут
— Этот тест позволит в дальнейшем разработать лекарство против COVID-19?
— В том числе. Ближайший же результат нашей работы позволит относительно скоро решить важную задачу, дать врачам простое и удобное средство, при помощи которого можно будет оперативно определять, болеет человек или нет.
Представьте себе, поступает в приемное отделение человек с симптомами COVID-19, либо к такому человеку на дом приезжает бригада скорой помощи, и доктор прямо в приемном отделении или у больного дома в течение 15 минут может увидеть, что да, у этого человека есть антитела к данному вирусу. И, соответственно, этого больного следует расценивать как инфицированного COVID-19, так как у него есть все характерные симптомы, все проявления заболевания, кроме того, у него есть эти антитела. Значит, у этого человека именно вирус COVID-19 вызвал недомогание, возможно, даже пневмонию. Соответственно, его нужно особым образом маршрутизировать, направить именно туда, где умеют лечить таких больных. Кроме того, больных можно будет оперативно разделять, сортировать с тем, чтобы люди, которые не болеют этим вирусом, не заразились.
Если не сделать это оперативно, то и в самих больницах может происходить заражение. Мы понимаем, что в любом месте, где есть скопление людей, повышается риск заражения, в том числе и в больнице. Кроме того, с помощью этого теста даже у себя дома во время самоизоляции люди смогут сами себя проконтролировать. Тест будет выглядеть очень просто. В аптеках есть похожего характера тесты для определения антител против ВИЧ и гепатита, а также против других вирусов. Даже тест на беременность чем-то похож на такого рода тест.
Лекарство против COVID -19
— С какими специалистами вы работаете?
— Наша организация называется ООО «ГеноТехнология». Ряд задач, которые мы решаем в настоящее время, касаются не только создания быстрого иммунохроматографического теста для выявления вируса COVID-19. Мы стремимся смотреть вперед и ставим перед собой и более сложные задачи. В число этих задач входит и создание лекарства для специфической терапии COVID-19. Эту работу мы проводим в сотрудничестве с биологическим факультетом МГУ им. М.В. Ломоносова. Сейчас мы наладили взаимодействие и с физическим факультетом МГУ. Кроме того, мы сотрудничаем с коллегами из некоторых НИИ, а также из частных организаций научного профиля. Например, есть еще одно направление, которые могло бы привести к созданию иммунотерапевтического средства против COVID-19, этот путь связан не с B-клетками, а с Т-клетками, который поможет получить не антительный, а Т-клеточный противовирусный иммунный ответ. Есть очень хорошие специалисты, которые это направление развивают. В кооперации с ними мы надеемся получить интересные результаты. Такие специалисты работают в Институте канцерогенеза НМИЦ онкологии.
— Разработка тестов, вакцины и лекарства — ваша частная инициатива или это заказ Департамента здравоохранения?
— Пока это частная инициатива. Мы обращаемся за поддержкой, возможно, мы ее получим, например со стороны Минздрава или Академии наук. Мы им направили наши предложения по разработке вакцины и нейтрализующих вирус COVID-19 антител. С разработкой диагностикумов мы справимся и своими силами.
— Есть две темы. Первая — это тест, вторая — создание препарата. Вы работаете одновременно над этими двумя разработками?
— Мы делаем это параллельно, поскольку на отдельных этапах эти задачи пересекаются. Для того, чтобы сделать тест, нам нужен вирусный белок, который мы получаем рекомбинантный способом. Мы используем различные генно-инженерные методики. Путей получения рекомбинантных белков много, но в итоге наши усилия позволят получить искусственные белки в необходимом количестве без необходимости использовать в качестве их источников живой вирус.
Эти белки необходимы для создания тестов, выявляющих антитела. Мы планируем сделать несколько видов таких тестов. Самый простой тест позволит выявлять антитела суммарно, без их подразделения на классы IgM на IgG. Это самый простой быстрый тест, который показывает, что иммунный ответ против COVID-19 есть в принципе. Будет и более усложненный тест, который позволит увидеть и оценить антитела IgM и IgG раздельно. Это нужно по следующей причине.
Дело в том, что антитела IgM являются более ранними, они первыми появляются в ответ на инфекцию, когда болезнь только началась, а ранее больной с таким возбудителем не сталкивался. Антитела класса IgG появляются, когда организм уже справляется с инфекцией и больной выздоравливает. Этот два вида диагностикумов будут основаны на использовании тест-полосок, в их основе лежит иммунохроматографический метод. Другой диагностикум, разрабатываемый нами, основан на методе иммуноферментного анализа — ИФА. Для того, чтобы использовать этот диагностикум, понадобится специальное оборудование, зато с его помощью можно будет количественно оценить, сколько у нас антител против вируса, какова глубина иммунного ответа, насколько он хорош. Эти же искусственные антигены – копии вирусных белков и их отдельных доменов — могут служить основой для получения вакцины. В составе вакцины антигены вируса объединяют со специальными вспомогательными веществами, которые позволяют усилить иммунный ответ. При введении человеку вакцина обучает иммунную систему, наделяет ее навыком справляться с инфекцией. Вакцину против COVID-19 нужно будет вводить здоровым людям для профилактики, больным она не нужна.
Сначала на мышах, потом — на людях
— То есть перед введением вакцины надо сначала провести тест, определить болен человек или нет.
— Совершенно верно. Если использовать вакцину вслепую, то мы можем только усугубить состояние больного. Незачем его иммунизировать в тот момент, когда у него уже есть вирус. Для чего дополнительно нагружать иммунитет, когда больной уже находится в состоянии войны с вирусом? Вирусные антигены необходимы нам и для создания лекарства, так как они служат своеобразной приманкой, с помощью который мы можем вылавливать те B-лимфоциты, которые помогут нам создать лекарство. Работа по созданию антител, способных подавить вирус, ведется нами по двум путям. Первый путь – с использованием наших помощников — лабораторных мышей. Сначала мы делаем мышиные B-лимфоциты. Для этого применяется так называемая гибридомная технология.
Затем, когда мы получим отдельные клоны мышиных гибридов, которые являются своеобразными фабриками, заключенными в стекло, способные производить мышиные антитела, мы изучим структуру этих мышиных антител, специфичных к вирусу, а затем будем заменять отдельные участки этих антител на характерные для человека. И они из мышиных превратятся в человеческие. Другой путь — прямо получить человеческие антитела. Для этого нам нужна кровь переболевших больных.
«Кухня» генетиков-борцов с COVID-19
— То, что вы рассказываете, какой-то фантастически объемный проект. Как происходит разработка в условиях карантина?
— У нас есть право и обязанность работать в условиях карантина. Если бы мы об этом забыли и разошлись по домам, то нам бы о необходимости вернуться на работу напомнили циркуляры из регулирующих организаций. Наша организация не может приостановить выполнение исследований, необходимых для установления диагноза и оценки эффективности лечения онкогематологических и онкологических заболеваний. К сожалению, эти болезни не отменит даже COVID-19.
Мы производим диагностические тесты, и эту работу мы не можем остановить. Кроме того, у нас есть отдел R&D, сотрудники которого занимаются разработками, которые мы с вами обсуждаем. Что касается того, пишем ли мы формулы, — да, пишем. Мы много работаем с генетическими последовательностями, со своеобразными текстами. Анализируем их, сравниваем, выбираем из них необходимые фрагменты. Сейчас уже много прочитано последовательностей геномов вируса COVID-19, выделенного в разных частях света. Последовательности этих геномов находятся в свободном доступе. Мы их скачиваем из интернета, они есть на разных сайтах, причем на этих сайтах есть полезные биоинформатические инструменты, позволяющие эти последовательности анализировать. Мы накладываем последовательности друг на друга, находим, где меньше всего мутаций, либо их наоборот много. Смотрим, какие участки консервативны. И работаем в первую очередь с тем белком, который, как уже было показано, является мишенью для иммунного ответа против COVID-19.
Недавно в Nature вышла статья, авторы которой показали, каким образом белок вируса взаимодействует со своей мишенью на поверхности клеток, которые он заражает. Там это взаимодействие показано вплоть до нескольких аминокислотных остатков. Если уподобить вирусный белок ключу, а его мишень на клетках человека — замку, то ключ находится в руках у вируса, а замок находится на клетке, которую вирус желает заразить. И этот ключ подходит к механизму замка, помогает связаться с клеткой и вскрыть ее, и вирус после этого способен попасть внутрь клетки, заставить ее наплодить новые вирусные частицы и потом погибнуть.
Зная, как устроен замок и ключ, можно помешать им взаимодействовать. Сейчас синтезировано много органических низкомолекулярных химических веществ, собранных в своего рода библиотеки. Есть специальные методы, которые In silico, т.е. в компьютере, позволяют рассчитать, какие из этих веществ лучше всего могли бы воспрепятствовать взаимодействию аминокислот вируса, вирусного белка, и аминокислот белка-рецептора на поверхности клетки человека.
Я думаю, сейчас очень многие именно этим и занимаются. Подбирают простые низкомолекулярные вещества, которые могли бы служить лекарствами для того, чтобы разорвать эту связь. Таким образом, сейчас уже точно известно, какая часть белка взаимодействует с рецептором на поверхности клетки. Эта часть, в числе прочих, может служить мишенью для антител при создании лекарства. Такого рода антитела уже получены некоторыми исследователями. Например, есть интересная работа голландских ученых. Ими были получены антитела против другого вируса, SARS, возбудителя атипичной пневмонии, эпидемия которого была несколько лет назад. Этот вирус родственен тому, который сегодня столько вреда принес людям. Оказалось, что среди сотни разных антител против SARS есть те, которые способны подавлять и нынешний вирус. Это, кстати, вселяет уверенность в то, что и наша работа по созданию антител, нейтрализующих COVID-19, должна увенчаться успехом. На сегодняшний день о вирусе COVID-19 известно уже многое. Знания о молекулярной природе этого вируса позволяют находить эффективные средства для борьбы с ним. Недавно было показано, что препарат, успешно применяемый с целью воспрепятствовать проникновению белков некоторых других вирусов в ядро пораженной клетки, эффективен и для подавления репликации COVID-19.
Сходство в молекулярных механизмах, которые используют все эти вирусы для того, чтобы подчинить себе клетку хозяина, позволяет использовать для борьбы с ними одну и ту же молекулу. Полезными для лечения COVID-19 оказались и некоторые противоопухолевые препараты. Один из таких препаратов применяется для лечения лейкозов – опухолевых заболеваний системы крови. Оказалось, что этот препарат позволяет купировать так называемый цитокиновый шторм – серьезное осложнение, которое вызывается вирусом COVID-19. Человек часто погибает не от самого вируса, а от того, что он запускает некоторые собственные разрушительные механизмы человеческого организма. Например, он может так искажать работу системы свертывания крови, что человек может погибнуть от тромбов.
— В России также сейчас используют этот противоопухолевый препарат?
— Этот противоопухолевый препарат используется у нас, он входит в перечень жизненно важных препаратов. Его начали применять для лечения больных с COVID-19. Таким образом, каждый день появляются весьма обнадеживающие новости, которые позволяют поверить в то, что эта беда скоро пройдет.
— Последний вопрос — самый насущный. Когда можно будет уже говорить о применении тест-полосок или вообще этих экспресс-тестов?
— Для получения тест-полосок нам нужно еще некоторое время, для отлаживания методики. Полагаю, что через 2-3 недели получим лабораторный прототип и займемся регистрацией этого теста. Обратите, пожалуйста, Ваше внимание на то, что такого рода тест-полоски уже сделаны в мире. Есть компания в США и ее дочка в Китае, которые производят тест-полоски для определения антител к COVID-19. Есть компания в Германии. Если постараться, то такие тесты можно приобрести.
Наш тест не будет уникальным, хотя мы постараемся, чтобы он был максимально специфичным. Уникальными будут терапевтические антитела, нейтрализующие вирус.
— Когда будут готовы тесты, сможете ли вы их поставлять в больницы, в «скорую помощь»?
— Я надеюсь, что именно так и произойдет и они будут доступны тем, кому они нужны.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.