Китайские ученые подковали вирус гриппа
Универсальная вакцина от гриппа без использования биологических препаратов создана из наночастиц.
Идея китайских исследователей состояла в синтезе наночастиц, которые могли бы инактивировать вирус гриппа, заблокировав один из его белков (гликопротеинов) – гемагглютинин или нейраминидазу. Нейраминидаза отвечает за способность вирусной частицы проникать в клетку-хозяина и способность вирусов выходить из клетки после размножения. Гемагглютинин обеспечивает способность вируса присоединяться к клетке. Под его действием мембраны вируса и клетки смыкаются, и в цитоплазму открывается путь для чужеродного генетического материала. Таким образом, избирательно заблокировав один из глюкопротеинов, можно предотвратить репликацию (воспроизведение) вируса в организме-хозяине. На принципе «блокировки» работают некоторые существующие фармацевтические препараты (например, римантадин или арбидол), но они узкоспецифичны и применяются только для вирусов типа А.
Исследователи решили сосредоточиться на гемагглютинине, который имеется у всех типов вируса гриппа. Заблокировав его, можно "ослепить" вирус и не допустить мембранного слияния. Сначала был выполнен компьютерный расчет физических (геометрических, электронных) и химических параметров будущих наночастиц, которые могли бы обеспечить максимальную стерическую (пространственную) совместимость с гемагглютинином и способность удерживаться на его «лепестках». Расчеты показали, что оптимальными параметрами будут обладать палладиевые наночастицы (palladiumnanoparticles, PNP) в виде разомкнутого кольца размером ~5х1 нм.
Следующей стадией был синтез таких наночастиц. Наилучший способ синтеза одноразмерных наночастиц металлов – восстановление из водорастворимых солей в мицеллярной «матрице» заданной формы. Были рассчитаны требуемые мицеллы в системе вода-циклогексан и синтезированы требуемые палладиевые наночастицы, которые затем испытали на вирусе птичьего гриппа H5N1.
Группе кур была сделана инъекция 50 мкл/кг суспензии PNP-наночастиц в буферном растворе, после чего птицы были помещены в вольеры к больным особям. Из 12 подопытных птиц ни одна не показала признаков заболевания, тогда как в контрольной группе наблюдались 100% заболевание и падёж. Действие наночастиц после инъекции продолжалось, по крайней мере, три недели. Таким образом, был изготовлен уникальный нанопротектор (нановакцина) без использования каких-либо антител и вообще биологических (органических) препаратов и стабилизаторов – эффект обеспечивали электронные и стерические свойства самих наночастиц.
Более того, было обнаружено ещё одно замечательное свойство данного нанопрепарата – свойство «троянского коня». При исследовании in vitro вирусов гонконгского гриппа A (H3N2) было показано, что гематогглютинин вируса, обработанного наночастицами, сохраняет способность к слипанию (агглютинации) с необработанными вирусами. На серии полученных фотографий видно, что при помещении в колонию нормальных вирусов вируса с PNP наночастицами (окрашен зелёным), начинается процесс агломерации и агглютинации, в результате чего колония слипается и полностью инактивируется, т.е. становится неспособной к воспроизведению.
Эксперимент in vivo на свиньях, зараженных тем же вирусом, показал высокую фармакологическую активность препарата. Через 6 часов после введения вируса группа подопытных животных (29 особей) проявляла все признаки тяжелого заболевания. Половине животных (15 особей) была сделана инъекция суспензии наночастиц в физиологическом растворе (50 мкл/кг), уже через 2 часа наступило улучшение самочувствия (в отличие от контроля), а через 8 часов вирусы в крови вообще не регистрировались, крупные агломераты инактивированных вирусов были поглощены и выведены за счёт активности фагоцитарных клеток.
Пока нановакцина (нанолекарство), разработанная китайскими исследователями, – самая дорогая из существующих, однако нет такого изделия, которое китайцы не могли бы сделать общедоступным.
1 апреля 2008
