Органоиды из стволовых клеток помогли найти потенциальное лекарство от COVID-19
Международная команда учёных при помощи стволовых клеток создала экспериментальный препарат, который эффективно блокирует механизм, используемый SARS-CoV-2 для заражения своих хозяев.
Результаты работы, опубликованные в Cell, обещают стать стратегией лечения, способного на ранней стадии остановить новый коронавирус, затронувший, по состоянию на 2 апреля, более 981 000 человек и унесшего жизни 50 000 человек во всем мире.
Исследование дает новое понимание ключевых аспектов SARS-CoV-2, вируса, который вызывает COVID-19, и его взаимодействий на клеточном уровне, а также того, как вирус приводит к патологическим изменениям органов (легких, лимфатических узлов, сосудов, сердца, печени, почек и т.д.)
«Мы надеемся, что наши результаты окажут влияние на разработку нового лекарственного препарата для лечения этой беспрецедентной пандемии», — говорит руководитель исследования доктор Джозеф Пеннингер (Josef Penninger), профессор медицинского факультета Университета Британской Колумбии (University of British Columbia, UBC) и директор Института наук о жизни (Life Sciences Institute).
«Данная работа основана на замечательном сотрудничестве академических исследователей и компаний, в том числе группы гастроэнтерологов под руководством доктора Райана Кондера (Ryan Conder) из STEMCELL Technologies, г. Ванкувер, Нурии Монтсеррат (Nuria Montserrat) из Испании, доктора Хайбо Чжанга (Haibo Zhang) и Арта Слуцкого (Art Slutsky) из Торонто, и особенно группы инфекционной биологии Али Миразими (Ali Mirazimi) из Швеции, которые работают не покладая рук день и ночь в течение нескольких недель, чтобы лучше понять патологию этого заболевания и предложить революционные варианты лечения».
ACE2 (ангиотензинпревращающий фермент 2), белок на поверхности клеточной мембраны, который используется SARS-CoV-2 в качестве главного пути проникновения в клетки человека.
В предыдущей работе Пеннингер и его коллеги из Университета Торонто и Института молекулярной биологии в Вене впервые идентифицировали ACE2 и обнаружили, что в живых организмах ACE2 является ключевым рецептором SARS, вирусного респираторного заболевания, признанного глобальной угрозой в 2003 году. Его лаборатория также полагает, что данный белок связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями и легочной недостаточностью.
В то время как вспышка COVID-19 продолжает распространяться по всему земному шару, отсутствие клинически доказанной противовирусной терапии или лечения, конкретно нацеленного на критический рецептор SARS-CoV-2 ACE2 на молекулярном уровне, означает «пустой арсенал» для медицинских работников, борющихся с тяжелыми случаями COVID-19.
«Наше новое исследование предоставляет крайне необходимые непосредственные доказательства того, что препарат, называемый APN01, основанный на рекомбинантном растворимом ангиотензинпревращающем ферменте 2 человека, (англ. — human recombinant soluble angiotensin-converting enzyme 2 — hrsACE2), который скоро будет протестирован в клинических испытаниях европейской биотехнологической компанией Apeiron Biologics, будет эффективен в качестве противовирусной терапии для COVID-19», — говорит доктор Арт Слуцкий, ученый из Научно-исследовательского центра биомедицинских наук им. Кинана при больнице Святого Михаила (Keenan Research Centre for Biomedical Science of St. Michael’s Hospital), профессор Университета Торонто и соавтор исследования.
В клеточных культурах, проанализированных в настоящем исследовании, hrsACE2 ингибировал коронавирусную нагрузку в 1000-5000 раз. Исследователи продемонстрировали, что вирус может непосредственно инфицировать и размножаться в тканях органоидов кровеносных сосудов и почек человека, выращенных из стволовых клеток.
Это дает важную информацию о развитии заболевания и о том, что тяжелые случаи COVID-19 сопровождаются полиорганной недостаточностью, а также доказывает поражение сердечно-сосудистой системы. Согласно клинической оценке, hrsACE2 также снижал уровень инфицирования SARS-CoV-2 в сконструированных из стволовых клеток тканях человека.
«Использование органоидов позволяет нам в кратчайшие сроки тестировать методы лечения, которые уже используются для лечения других заболеваний или близки к валидации. В такие моменты человеческие органоиды экономят необходимое для нас время, которое мы обычно тратим на тестирование нового препарата на людях», — говорит Нурия Монтсеррат, профессор ICREA в Институте биоинженерии Каталонии в Испании.
«Вирус, вызывающий COVID-19, близок к вирусу SARS», — добавляет Пеннингер. «Наша предыдущая работа помогла быстро идентифицировать ACE2 в качестве пути проникновения SARS-CoV-2, что многое объясняет о болезни. Теперь мы знаем, что растворимая форма ACE2, которая улавливает вирус, действительно может быть крайне целесообразной терапией, направленной на «вход», в который должен проникнуть вирус, чтобы заразить нас. У нас теперь есть надежда на победу этой ужасной пандемии».
