Эстонский ученый создает лекарство от коронавируса: ”Препарат появится раньше вакцины”

Иммунолог Танель Махлакыйв (34) в Нью-Джерси разрабатывает из плацентарных клеток препарат от коронавируса и находится в числе тех ученых, которые ищут средство спасения от COVID-19. Вскоре результат работы Танеля и его коллег можно будет протестировать на больных коронавирусом, пишет "Эстонский Экспресс".

Чтобы замедлить распространение вируса, практически всему миру пришлось изменить свой образ жизни. Ученые получат больше времени для разработки лекарства и вакцины. Что появится первым?

Определенно, лекарство будет первым. Лекарства уже доступны. Например, некоторые противомалярийные препараты или лекарства от ВИЧ. Они обладают частичным воздействием на новый вирус. Но пока они все еще тестируются на пациентах с COVID-19. Есть и первый препарат для лечения от вируса SARS, следует испытать и его.

Как настроение в лаборатории? На вас давит время.

Мы — компания, разрабатывающая клеточную терапию, в основном, для лечения рака. Работа с вирусами для нас внове. Но теперь у нас появилась возможность. Лекарство есть, его безопасность доказана. Инфраструктура для его производства имеется, дело за малым — отправить заявку в Службу здравоохранения США и запросить разрешение на тестирование препарата на людях.

Составление заявки требует большого труда. Почти 20 человек работали в течение нескольких недель, чтобы заполнить 50-страничное заявление.

Теперь мы ждем. Большинство коллег возобновили работу, связанную с раком. Я все свое время уделяю вирусам, вероятно, мы откроем исследовательскую группу по вирусам. Это будет моя исследовательская группа.

В состав предлагаемого вами лекарства входят элементы с необычным названием: естественные киллеры. Что это такое?

Иммунная система состоит из нескольких частей, молекул и клеток, которые борются с попадающими в организм патогенами. Часть иммунной системы — врожденная, а другая часть приобретается в течение жизни человека (например, в результате болезней).

В теле человека от рождения до смерти присутствуют иммунные клетки, которые ждут момента, когда случится что-то необычное или проникнет патоген. После его распознавания срабатывает иммунный ответ.

К такому типу относятся NK-клетки, которые также называются естественными киллерами (natural killer cell).

Естественный киллер ежедневно патрулирует организм, циркулируя в крови и, когда видит клетку, находящуюся в состоянии стресса, убивает ее.

То есть киллер убивает зараженную вирусом клетку организма, а вместе с ней и сам вирус?

Клетка, в которую проник вирус, находится в стрессе. Она посылает сигнал о том, что представляет собой опасность и должна быть уничтожена. NK-клетка получает сигнал и приступает к работе.

Когда, циркулируя в крови, естественные киллеры получают сигнал, они замирают, прикрепляются к стенкам кровеносных сосудов, проникают сквозь них и собираются рядом с ”сигнализирующей” клеткой. Например, в легких, где развивается COVID-19. В этом случае естественных киллеров вызывает развившееся в легких воспаление.

Я исследую NK-клетки. Мы стараемся изменить естественных киллеров таким образом, чтобы они лучше распознавали раковые клетки (такие, как лейкемия) и убивали их быстрее и эффективнее.

Теперь вы попробуете ту же методику против коронавируса?

Да. Как только в Китае начал распространяться коронавирус, мы вспомнили, что в научной литературе десятилетиями говорилось о том, какую важную роль клетки-киллеры играют в борьбе с вирусами.

Например, если мышь теряет свои NK-клетки, а после заражается вирусом, у нее обычно проявляются более серьезные симптомы заболевания и/или она умирает.

То же происходит и с людьми с недостатком иммунитета, у них нет естественных киллеров. Их организм не способен справиться даже с вирусом герпеса. Это показывает, насколько важны NK-клетки.

Здесь возник вопрос: возможно, мы могли бы использовать эти клетки, чтобы лечить от коронавируса инфицированных людей?

Получится?

Никто этого не пробовал. Главным образом, потому что NK-клетки трудно создать.

Успех вашего предприятия и научной работы может заключаться в том, что вы используете новую технологию для получения этих клеток?

Celularity появилась несколько лет назад, а идея же, над которой мы работаем, — несколько десятилетий назад, когда у хирурга из Корнелльского университета возникла мысль изучить клетки плаценты во время ультразвукового обследования женщины. Это привело к открытию плацентарных стволовых клеток. К этому времени уже было известно, что из стволовых клеток можно вырастить другие клетки. Имелась информация о естественных киллерах, и проведены первые испытания в попытке использовать их для лечения рака.

Хирург стал исследовать вопрос, как из стволовых клеток можно произвести иммунные. В 2016 году была основана компания, которая занималась только этим вопросом.

Каким образом NK-клетки получали до того, как вы занялись этим вопросом?

Их выделяли из крови человека. Размножали в лабораторной пробирке, а затем снова вводили человеку. Или получали клетки из крови другого человека, но они не всем подходят.

Это занимает много времени.

Да. Опять же, в плаценте имеются все типы клеток, многие из них — стволовые, из них можно получить естественных киллеров. Этим мы и занимаемся.

Из одной плаценты можно получить сто доз, то есть количество, которого достаточно для лечения сотни человек. Из одной плаценты! Ежедневно же выбрасывается огромное количество плацент.

Если сейчас вы получите от властей США ”зеленый свет”, что будет дальше?

Начнутся клинические испытания на пациентах с COVID-19. Мы отправим лекарство в больницы и получим образцы, чтобы увидеть, произошли ли какие-либо изменения в иммунной системе, снизился ли уровень вируса, безопасны ли клетки или опасны.

Есть ли уже материал, который можно отправлять?

Да, в морозильной камере, в жидком азоте.

Это жидкий препарат, не таблетка?

Да, он вводится в кровь. Мы отправляем замороженные клетки в больницу. Там их размораживают и вводят прямо в вену.

Новый вирус поражает легкие — это удачное место для нашего лекарства. Легкие хорошо снабжаются кровью, и естественные киллеры могут быстро туда попасть.

У некоторых людей, перенесших SARS в тяжелой форме, произошел распад легких. Если NK-клетки убивают клетки легких, что же от них останется?

Появятся новые клетки легких. Но правда в том, что мы не знаем в деталях, что произойдет, когда наше лекарство достигнет легких. Вот почему нам нужны эксперименты. Точно неизвестно, что происходит с легким человека, когда туда попадает вирус.

Первым этапом лечения будет максимально быстрое избавление от вируса, чтобы предотвратить усугубление болезни. Вторым этапом должно стать восстановление легочной ткани.

Когда клетки, важные для газообмена, умирают, организм быстро начинает заполнять эту дыру. Это называется фиброзом и также вызывается болезнью COVID-19. После фиброза вместо клеток легких развивается рубцовая ткань. Эта ткань не может участвовать в газообмене и препятствует дыханию. Препарат может помочь предотвратить фиброз и, следовательно, уменьшить повреждение легких.

Что показали тесты на животных?

Мы проводили эксперименты на животных, чтобы продемонстрировать эффективность и безопасность естественных киллеров. Но это сложно сделать, например, на мышах.

Иммунная система нормальной мыши немедленно уничтожает NK-клетки человека, потому что они чужеродны.

Есть мыши, у которых нет иммунной системы, в их организме наши NK-клетки остаются в течение длительного времени. Этим мышам можно ввести раковые клетки человека. В этом случае можно увидеть, как человеческие NK-клетки убивают человеческие раковые клетки. То же самое можно сделать с вирусом, но эта модель будет не слишком полезной, поскольку, имея информацию о том, что происходит в организме мыши, нельзя сделать вывод о том, что будет происходить в организме человека.

Мыши не заражаются вирусом атипичной пневмонии, потому что в их клетках нет рецепторов, к которым вирус может прикрепиться. Можно провести тесты на генетически модифицированной мыши. Несколько лет назад, исследуя SARS в Германии, мы тоже меняли вирус таким образом, чтобы он мог заразить мышей (человеческий вирус без мутации не передается другому животному), но он все же отличался от человеческого.

Поскольку естественные киллеры — человеческие клетки, они имеются у самого человека, нам было достаточно просто получить доступ к экспериментам на людях.

Любопытно, что молодые люди легче переносят заболевание этим вирусом. Мои естественные киллеры лучше справляются с ним?

Никто не знает, почему именно дети меньше болеют. Возможно, в клетках организма у них нет рецепторов, к которым вирус может прикрепиться?

Новый коронавирус размножается в клетках эпителиальной ткани легких. Эта ткань также имеет свои собственные защитные механизмы, вирусологический ответ у пожилых и молодых может отличаться.

Почему? Неизвестно.

Пожилые люди заболевают, потому что их иммунная система реагирует чрезмерно. Вирус может запускать работу иммунной системы быстрее и сильнее у пожилых людей, чем у молодых. Похоже, что зараженные клетки слишком громко зовут на помощь, и иммунная система реагирует. Воспаление, вызванное иммунной системой, должно нас защищать, но если вследствие чрезмерной реакции возникло слишком сильное воспаление, ткань или орган будут повреждены.

Самый молодой ученый, державший Эболу ”на ладони”

На протяжении всей своей жизни в науке Танель Махлакыйв изучал опасные инфекционные заболевания. Уже на втором курсе университета он пришел в лабораторию и предложил волонтерскую помощь.

”Сразу после университета я решил, что должен поехать за границу. В Эстонии тоже занимаются наукой, но вариантов мало”, — говорит он.

Для получения степени магистра Махлакыйв перебрался во Францию, где начал исследовать вирусы, от которых нет ни вакцины, ни лекарства, такие, как Хендра и Нипах: ”Это вирусы, которые в какой-то момент выходят из джунглей и очень быстро убивают”. Нынешний коронавирус с ними несопоставим.

В качестве одной из практических лабораторий он выбрал лабораторию с максимально возможным уровнем опасности в центральноафриканском Габоне. Объект исследования: вирус Эбола.

Хотя лабораторные условия и научная работа были организованы по западным правилам, в Габоне было несколько меньше бюрократии. ”Поэтому такой молодой ученый, всего 24 года, смог попасть в лабораторию. Вероятно, в то время в мире не было другого столь молодого работника лаборатории, который бы держал Эболу „на ладони””.

По всему Габону было собрано 5000 образцов крови, чтобы проверить, подвергались ли эти люди воздействию Эболы или в их крови есть антитела к Эболе (что указывает на инфекцию). В то время Эбола вызывала лишь небольшие вспышки.

”Огромным сюрпризом для нас стало то, что мы находили антитела у каждого пятого человека. Это показывает, что, вероятно (и я хотел бы подчеркнуть это слово!), не всегда зараженный человек заболевает. Мы также увидели, что самый большой фактор риска — соприкосновение с лесом.”

Махлакыйву было понятно, в какой сфере науки развивать свою карьеру: изучение иммунной системы и вирусов или других факторов, которые ее ослабляют.

КАК ДЕЙСТВУЕТ ЕСТЕСТВЕННЫЙ КИЛЛЕР?

1. Sars-Cov-2 прикрепляется к рецепторам в эпителиальной ткани легких.

2. Вирус проникает в клетку.

3. Вирус размножается в клетке.

4. Инфицированная клетка ”подвергается стрессу” и сигнализирует об этом маркерами.

5. Естественный киллер, используя свои рецепторы, распознает клеточные маркеры стресса и прикрепляется к клетке.

6. Запускается реакция на уничтожение. NK-клетка вводит токсичные гранулы в больную клетку.

7. Инфицированная клетка умирает, и вирус больше не может распространяться.