Стволовые клетки помогают в создании лечения COVID-19
Кембриджские ученые использовали эмбриональные стволовые клетки, чтобы вырастить сокращающиеся кардиомиоциты. На их примере исследователи продемонстрировали, насколько сердце уязвимо к инфицированию SARS-CoV-2. Данную модель использовали для успешного тестирования нового экспериментального пептидного препарата DX600, предотвращающего попадание COVID-19 в клетки сердца.
Многие органы в организме человека страдают при заражении коронавирусной инфекцией. И сердце – не исключение. SARS-CoV-2 поражает клетки сердца или кардиомиоциты, которые сокращаясь, перекачивают кровь. Считается, что это может способствовать появлению симптомов длительного COVID-19.
Согласно данным нового исследования, опубликованного в Communications Biology, вероятность смерти от коронавируса у пациентов с сердечными заболеваниями возрастает более чем в четыре раза — с 2,3% до 10,5%, по сравнению с людьми со здоровым сердцем.
Инфицирование происходит, когда SARS-CoV-2 проникает в клетки, используя рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2, англ.- angiotensin-converting enzyme, ACE2), с которым он связывается посредством гибких выростов спайкового белка (S-белка), составляющих «корону» вируса. Затем как спайковый белок, так и АПФ2 расщепляются, позволяя генетическому материалу вируса проникать в клетку-хозяин. Далее вирус заставляет ее производить вместо нормальных белков собственные копии — так развивается заражение.
Группа ученых из Кембриджского университета использовала эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) человека для выращивания в лаборатории кластеров кардиомиоцитов, которые, сокращаясь, имитируют поведение клеток в организме, как если бы они перекачивали кровь в естественных условиях. Важно отметить, что эти модельные клетки сердца также содержат ключевые компоненты, необходимые для заражения SARS-CoV-2, в частности, рецептор АПФ2.
Работая в специальных лабораториях биобезопасности и используя более безопасный модифицированный синтетический («псевдотипированный») вирус, несущий спайковый белок SARS-CoV-2, команда имитировала заражение коронавирусом кардиомиоцитов. Затем учёные использовали данную модель для поиска потенциальных лекарств, чтобы заблокировать инфекцию.
Доктор Санджай Синха (Sanjay Sinha) из Кембриджского института стволовых клеток Wellcome-MRC сказал:
«При помощи стволовых клеток нам удалось создать модель, которая во многих отношениях ведет себя так же, как сердце, ритмично сокращаясь. Это позволило нам изучить процесс заражения клеток коронавирусом и, что немаловажно, поможет нам выявить потенциальные лекарства, которые могут предотвратить повреждение сердца».
Команда показала, что некоторые лекарственные препараты, нацеленные на белки, участвующие в проникновении вируса SARS-CoV-2, значительно снижают уровень инфицирования. К ним относятся экспериментальный препарат DX600 и антитела к АПФ2, которые, как было показано ранее, нейтрализуют псевдотипированный вирус SARS-CoV-2.
DX600 — антагонист белка АПФ2, то есть он специфически воздействует на АПФ2 и ингибирует активность пептидов, которые играют роль в проникновении вируса в клетку.
В проведённом эксперименте DX600 показал эффективность в предотвращении инфекции примерно в семь раз большую по сравнению с антителами, хотя исследователи говорят, что это может быть связано с его использованием в более высоких концентрациях. Препарат не повлиял на количество кардиомиоцитов, что характеризует его нетоксичность.
Профессор медицинского факультета Энтони Дэвенпорт (Anthony Davenport), научный сотрудник Колледжа Святой Катарины в Кембридже сказал:
«Спайковый белок подобен ключу, который входит в «замочную скважину» — рецептор АПФ2 на поверхности клеток, позволяя проникать внутрь. DX600 действует как заглушка, заклинивающая механизм замка, затрудняя поворот ключа и «отпирание двери» в клетку.
Необходимо провести дальнейшие исследования данного препарата. Однако он может предоставить нам новое лечение, которое поможет уменьшить вред для сердца у пациентов на начальных стадиях инфицирования этим вирусом, особенно у тех, у кого уже есть сопутствующие сердечные заболевания или тех, кто не был вакцинирован. Мы считаем, что он также может помочь уменьшить симптомы длительного COVID».
