Модель, идентичная натуральной
Высокозаразный и потенциально смертельный вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, может быть безопасно изучен только в условиях биологической безопасности высокого уровня. Ученые, работающие с вирусом, должны носить средства индивидуальной защиты – костюмы, защищающие все тело, и респираторы, и работать в лабораториях с несколькими уровнями герметичности и специализированными системами вентиляции. Эти меры предосторожности необходимы для защиты лабораторных работников и предотвращать попадание опасного вируса в окружающую среду, но они тормозят усилия по поиску лекарств и вакцин для COVID-19, поскольку многие ученые не имеют доступа к необходимым средствам биологической безопасности.
Для решения этой проблемы исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе создали гибридный вирус, который позволит бОльшему количеству ученых вступить в борьбу с пандемией. Для этого они генетически модифицировали неопасный вирус, заменив один из его генов на ген вируса SARS-CoV-2.
За основу модели был взят вирус везикулярного стоматита (VSV). Этот вирус – рабочая лошадка вирусологических лабораторий, потому что он довольно безобиден и им легко манипулировать генетически. VSV поражает крупный рогатый скот, лошадей, свиней и иногда людей, вызывая легкую, похожую на простуду, болезнь, которая длится от трех до пяти дней.
Полученный гибридный вирус инфицирует клетки и распознается антителами, как SARS-CoV-2, но он слишком слаб, чтобы вызвать заболевание, поэтому с ним можно работать в обычных лабораторных условиях.
Авторы уже поделились новым вирусом с коллегами из США, Аргентины, Бразилии, Мексики, Канады. Поступили запросы также от ученых Великобритании и Германии.
У вирусов на поверхности есть белки, которые нужны для фиксации и заражения клеток. Исследователи удалили ген поверхностного белка VSV и заменили его геном белка-шипа SARS-CoV-2. Так был создан новый вирус VSV-SARS-CoV-2, который обладает поверхностными шипами, характерными для SARS-CoV-2, но лишен других белков, необходимых для возникновения тяжелой болезни.
Используя сыворотку переболевших COVID-19 пациентов и очищенные антитела, исследователи показали, что гибридный вирус зачастую распознается антителами как настоящий вирус SARS-CoV-2, полученный от пациента с COVID-19. Антитела или сыворотки, которые предотвращали заражение гибридным вирусом, также блокировали оригинальный вирус SARS-CoV-2; антитела или сыворотки, которые не смогли остановить гибридный вирус, также не сдерживали настоящий SARS-CoV-2. Кроме того, молекула-приманка была одинаково эффективна для ложного направления обоих вирусов и предотвращения заражения ими клеток.
Не стоит забывать, что иммунная система человека вырабатывают антитела против разных вирусных белков SARS-CoV-2, но именно антитела против шипа, по-видимому, наиболее важны для защиты. Таким образом, если у вируса есть этот белок-шип, он воспринимается иммунной системой как SARS-CoV-2, даже если им не является.
Гибридный вирус даст ученым возможность оценить эффективность основанных на антителах средств профилактики и лечения COVID-19: вызывает ли экспериментальная вакцина выработку нейтрализующих антител, несет ли переболевший COVID-19 пациент достаточное количество нейтрализующих антител, чтобы пожертвовать плазму пациентам с COVID-19, а также для идентификации антител, которые могут превратиться в противовирусные препараты.
Поскольку гибридный вирус воспринимается иммунной системой как SARS-CoV-2, но не вызывает серьезных заболеваний, он является потенциальным кандидатом на вакцину. В настоящее время проводятся исследования на животных, чтобы оценить данную возможность.
Статья J.B.Case et al. Neutralizing antibody and soluble ACE2 inhibition of a replication-competent VSV-SARS-CoV-2 and a clinical isolate of SARS-CoV-2 опубликована в журнале Cell Host and Microbe.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Washington University School of Medicine in St. Louis: Lab-made virus mimics COVID-19 virus.