Зачем нам антитела
В контексте не только коронавируса, но и любой вирусной инфекции рано или поздно заходит речь об антителах. Что же это за магическое средство против болезни, которым пользуется наш собственный организм? С химической точки зрения — это белки. С иммунологической — антидоты к определенным частям патогена.
Антитела (еще их называют иммуноглобулинами) вырабатываются особой разновидностью лимфоцитов — плазматическими клетками. Эти клетки получают части антигенов вируса, и синтезируют молекулы, которые этим антигенам комплементарны. Если объяснять эту концепцию в бытовых терминах — подходит, как ключ к замку. Синтезированные антитела попадают в кровоток и, встречаясь с вирусами или бактериями, обезвреживают их. Так, антитела к поверхностным протеинам не дают вирусу возможности прикрепляться к клетке и сливаться с ней, антитела к ДНК — мешают репликации.
Конечно, синтез антител — далеко не единственный способ нашей иммунной системы реагировать на патогены. Она может отряжать на борьбу с инфекцией Т-киллерные лимфоциты, которые запускают процесс запрограммированной гибели зараженных клеток; может бороться с вторжением при помощи антибиотических белков, выделяемых нейтрофилами; мобилизовать макрофаги, которые будут поедать все, на что им укажут. Но у иммунного ответа при помощи антител есть одна важная особенность.
После того, как закончилась инфекция, некоторые B-лимфоциты превращаются в клетки памяти. Они живут достаточно долго, и обеспечивают максимально быстрый иммунный ответ при повторном попадании антигенов в организм. Благодаря этому многие болезни мы переживаем один раз в жизни. Ни один другой компонент иммунной системы такого обеспечить не может.
Сенсация китайских ученых
Способность нашего организма выделять иммуноглобулины лежит в основе процедуры вакцинации. Эту процедуру можно охарактеризовать как тренировку иммунной системы со спарринг партнером. В качестве последнего могут выступать ослабленные или убитые бактерии и вирусы, гибридные вирусы, несущие антигены, но не вызывающие инфекцию, или же просто отдельные белки. После такой тренировки нам почти никакой вирус не страшен.
Почти никакой, да не всякий. Наверняка вы никогда не слышали о вакцине против гепатита С. Почему так? В первую очередь потому, что этот патоген очень быстро мутирует, изменяя структуру своих антигенов. Пока ученые разберутся со структурой каких-либо белков вируса и подберут к нему комплементарный иммуноглобулин — эта структура уже изменилась.
А может ли быть такое, что антитела к вирусу и вовсе не выделяются организмом? В случае с коронавирусом, видимо, может — как показало недавнее исследование китайских ученых из Фуданьского университета. В начале апреля они проанализировали образцы крови 175 пациентов, выписанных из Шанхайского общественного медицинского центра после лечения от коронавирусной пневмонии.
Результаты оказались весьма неожиданными: уровень антител у трети пациентов был чрезвычайно низким, а у десяти человек — уже выздоровевших, напоминаем, — иммуноглобулинов в крови и вовсе не было. Уровень антител выше ожидаемого был только у двух испытуемых из всех 175.
Риск повторных заражений
Что это значит для нас? Во-первых, очевидно, что с вирусом SARS-CoV-2 (по крайней мере, с его отдельными вариантами) наша иммунная система справляется без антител. Плохо это или хорошо для организма в короткой перспективе — ученые пока что ответить не могут. Но на более длительном временном отрезке это рисует мрачные перспективы. Мало того, что ученые вовсю твердят о новых грядущих волнах пандемии COVID-19; с учетом данных исследователей из Фуданьского университета многие люди будут заболевать коронавирусом повторно.
Это, в свою очередь, ставит под вопрос тактику стадного иммунитета — когда пандемия идет на спад после того, как большая часть людей переболеет вирусом. Ограничения на передвижения и социальные контакты при этом применяются лишь к людям из групп риска. Такой подход, например, сейчас используют в Швеции, и какое-то время практиковали в Великобритании.
Исходя из этого, вакцина против SARS-CoV-2 может оказаться малоэффективной. Конечно, кому-то она и поможет — но кто захочет платить за препарат, который с вероятностью порядка 30% окажется неэффективным?
Ламы как решение
Пока что ученые разбираются в том, что именно происходит в организме людей и почему они остаются без антител. Но вне зависимости от того, является ли такой феномен «багом» иммунной системы или же это следствие ухода хитрого вируса от иммунного ответа, исследователи не перестают искать способы лечения инфекции. Одним из таких способов может быть пассивная терапия антителами. Это метод архаичный, применявшийся еще в позапрошлом веке, но он может оказаться действенным. Рецепт очень прост: берется сыворотка крови от людей, у которых в крови есть нужные иммуноглобулины, и переливается тем, кто еще не болел, или недавно заразился. Антитела от другого человека не будут столь долгоиграющими, как родные, но смогут на определенный срок предоставить защиту от вируса.
Вполне возможно, что нужные антитела можно найти не только у других людей, а, например, у животных. И необязательно у приматов: международная команда ученых из США и Бельгии выпустила статью, в которой утверждает, что материал для пассивной терапии антителами можно получить от лам.
То, что представители семейства верблюдовых обладают интересными свойствами иммунной системы, биологи знают уже давно. У этих животных помимо обычных антител есть особенный класс иммуноглобулинов — так называемые наноантитела, или же HCAb («heavy chain antibody»). В отличие от «классических антител», которые состоят из четырех аминокислотных цепочек — двух «тяжелых» и двух «легких», — у наноантител таких цепочек лишь две. Благодаря особенностям своего строения, наноантитела гораздо лучше проникают через биологические мембраны, могут связываться с труднодоступными участками вирусных антигенов и гораздо более термоустойчивы, чем их полноразмерные аналоги.
Когда ждать готового лекарства
Исследователи уже продемонстрировали, что комбинированные иммуноглобулины, сконструированные из двух молекул HCAb, способны эффективно связываться с шипиковыми белками коронавирусов — теми самыми, благодаря которым SARS-CoV-2 связывается с клеткой и затем сливается с ней. Биологи говорят, что из наноантител можно сделать спрей или ингалятор, который даст быстрый иммунитет к вирусу. Таким препаратом, например, смогут пользоваться медики, постоянно контактирующие с потенциально зараженными людьми. И никаких инъекций!
К сожалению, прямо завтра ламы не станут давать средство от коронавируса вдобавок к шерсти. Потенциальное лекарство сначала должно пройти несколько этапов испытаний на животных (в первую очередь — на приматах и мышах, чья иммунная система максимально похожа на человеческую). Затем должно пройти несколько этапов тестирования на добровольцах, и только после этого ингаляторы с наноантителами появятся в продаже.
Впрочем, в 2020 году не стоит ничему удивляться. Ни тому, что человечество оказалось беззащитным перед лицом вируса, ни тому, что потенциальное спасение от него нам могут подарить ламы.
Смотрите в нашей галерее, как в России справляются с коронавирусом:
Это тоже интересно:
