Przeciwciała przeciw koronawirusom

20 maja 2020
Blog szalonych naukowców

W internecie krąży cytat ze zdziwionej celebrytki: co to za wirus, którego zabija zwykłe mydło, a nie ma na niego żadnych skutecznych leków.

Mydło jako związek przypominający nieco budulec błon biologicznych rzeczywiście ma pełne prawo niszczyć drobnoustroje. Ale brak skutecznych leków dotyczy znakomitej większości wirusów. To raczej istnienie działającej farmakoterapii stanowi wyjątek, na szczęście coraz częstszy. Leczymy w ten sposób m.in. problemy związane z HIV, opryszczką, grypą… Trwają badania nad lekiem, który zwalczy nowego koronawirusa. Jeden ze sposobów, który może się okazać skuteczny, polega na podaniu przeciwciał monoklonalnych.

Przeciwciała to białka wytwarzane przez nasz układ odpornościowy. Mają elementy odpowiedzialne za rozpoznawanie antygenów. Ich cząsteczka zawiera domeny tworzące pewien rowek, który gorzej lub lepiej pasuje kształtem do określonych obcych cząsteczek (gwoli ścisłości: do ich epitopów, tworzonych najczęściej przez dość krótkie łańcuchy aminokwasowe). W toku rozwoju organizm uczy się rozpoznawać swoje białka – komórki produkujące przeciwciała reagujące na własne ciało są eliminowane, ich obecność grozi zaś chorobą autoimmunologiczną. Pozostają te rozpoznające cząsteczki obce. Rozpoznanie danej cząsteczki powoduje zwiększoną produkcję rozpoznających ją przeciwciał, które coraz lepiej wiążą intruza (to tzw. dojrzewanie powinowactwa).

A zatem człowiek, który właśnie pokonał wirusa, ma we krwi przeciwciała, które skutecznie go wiążą. Gdyby pobrać od niego krew, wyizolować przeciwciała czy po prostu zawierające je osocze, można by je podać innemu pacjentowi, który nie radzi sobie z infekcją. Istotny efekt leczniczy podania osocza ozdrowieńca obserwowano w przypadku wywołującej gorączkę krwotoczną eboli, ale też koronawirusów powodujących SARS i MERS. Ograniczano w ten sposób replikację wirusa, ale też objawy choroby.

Osocze i pozostałe preparaty krwiopochodne zazwyczaj jednak nie są dostępne w nadmiarze, a tym bardziej osocze pobrane od osób w konkretnej sytuacji, w tym wypadku ozdrowieńców Covid-19 (jak pisałem, przeciwciała są zwykle swoiste dla konkretnego antygenu – w przeciwieństwie m.in. do ogólniejszych wzorców rozpoznawanych przez receptory Toll-podobne). Czy w takim razie przeciwciał nie można by wyprodukować sztucznie?

Przeciwciała monoklonalne (należące do pojedynczego klonu, czyli specyficzne względem danego antygenu) produkuje się od lat, mają szerokie zastosowanie m.in. w onkologii i reumatologii. Można by z ich udziałem otoczyć wirusa i zablokować jego replikację, celując np. w domenę wiążącą receptor w białku wirusa, za pomocą którego przyłącza się on do komórek żywiciela. Albo w inny sposób. Skoro wirus wiąże się z enzymem ACE2, można zbudować przeciwciało, które przyłączy się do cząsteczki ACE2 i po prostu zajmie poszukiwane przez wirusa miejsce.

Z takich strategii korzystano w przypadku SARS. Przegląd Shanmugaraja i współpracowników opublikowany w 2020 r. w „Asian Pacific Journal of Allergy and Immunology” wylicza 11 przeciwciał przyłączających się do różnych epitopów białka S SARS-CoV, a także 14 działających na wirusa MERS.

Z drugiej strony autorzy przyznają, że produkcja przeciwciał monoklonalnych, choć wydaje się skuteczną metodą walki z wirusami, jest procesem ciężkim, kosztownym i długim. Naturalne cząsteczki to immunoglobuliny będące skomplikowaną pod względem budowy grupą białek (czy raczej glikoprotein). Sztuczne przeciwciała można znacząco uprościć, ale to i tak zwykle długi, skomplikowany, zaginający się w określony sposób łańcuch. Do produkcji używa się zwykle zmodyfikowanych organizmów żywych (autorzy cytowanej pracy wymieniają także grzyby i rośliny, ale klasycznie wykorzystuje się raczej zmodyfikowane komórki szpiczaka).

W przeciwieństwie do szczepionek, zazwyczaj kierowanych do szerokich rzesz, możliwości leczenia przeciwciałami są bardziej ograniczone. Ale wydają się obiecującym tematem badań i mogłyby znaleźć zastosowanie w leczeniu przynajmniej części pacjentów. Czy tak się stanie, pokaże czas.

Marcin Nowak

Ilustracja: Artur Jan Fijałkowski, Schemat budowy przeciwciała. Za Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 2.5. Miejsce wiązania antygenu zaznaczono owalem. Błękitem – łańcuch ciężki, żółcią – lekki. 1 – fragment wiążący antygeny, 3 – fragment ulegający krystalizacji.

Bibliografia:

  • Shanmugaraj B, Siriwattananon K, Wangkanont K, Phoolcharoen W: Perspectives on monoclonal antibody therapy as potential therapeutic intervention for Coronavirus disease-19 (COVID-19). Asian Pac J Allergy Immunol 2020 Mar;38(1):10-18. doi: 10.12932/AP-200220-0773