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. Работы проводились с лабораторными мышами, но в перспективе планируется создать гуманизированные антитела для терапии людей. Результаты исследования 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», — пояснил первый автор статьи младший научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии ИХБФМ СО РАН Андрей 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 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.