Німецькі дослідники «навчили» бактеріофаг знешкоджувати вірус грипу і попереджати його входження в клітини-мішені. Наразі вчені розпочали аналогічні експерименти з нейтралізації нового коронавірусу SARS-CoV-2

Сучасні антивірусні засоби знешкоджують вірус коли він вже потрапив у клітину господаря: вони порушують його реплікацію, самозбірку тощо. Значно ефективнішим варіантом є попередження входження вірусу в клітину. Це можна робити, наприклад, за допомогою специфічних антитіл. А вчені із Інституту молекулярної фармакології Лейбніца та Університету Гумбольта використали для знешкодження вірусу грипу поза межами клітини капсид бактеріофагу Q-beta – вони створили на його основі тривимірний мультивалентний інгібітор вірусу грипу. Їх робота описана в статті, що вийшла нещодавно у Nature Nanotechnology*. Автори роботи хімічно модифікували порожній (без нуклеїнової кислоти) білковий капсид бактеріофагу Q-beta таким чином, що він став специфічно зв’язуватися з молекулами на поверхні вірусу грипу. В результаті фагові капсиди (автори їх називають наночастинками) щільним шаром вкривали поверхню вірусу грипу і попереджали його входження в клітину-мішень для розмноження.

Коли вірус грипу взаємодіє з клітиною-мішенню, його гемаглютинин утворює множинні зв’язки з сіаловими кислотами на поверхні легеневих клітин. Завдяки множинності, взаємодія нагадує застібку-блискавку та є дуже міцною. Вчені поставили собі за мету створити щось, що імітувало би сайти зв’язування гемаглютинину та «відволікало» би вірус грипу на себе. Для цього ідеально підходив капсид фагу Q-beta, поверхню якого вкрили численними залишками сіалових кислот, просторова геометрія яких забезпечила міцний зв’язок із молекулами гемаглютининів вірусу грипу.

Капсид бактеріофага, що був використаний, не має інфекційних властивостей (адже не містить нуклеїнової кислоти) та складається із 180 ідентичних білкових субодиниць, що забезпечують точну просторову відповідність поверхні вірусу грипу.

У дослідах in vitro та експериментах на тваринах модифіковані капсиди бактеріофагів ефективно попереджали входження частинок різних штамів сезонного грипу, а також пташиного грипу у клітини легень. Взаємодія між фаговими наночастинками та вірусом грипу була стійкою та тривалою. Зокрема, фагові наночастинки були ефективні в експериментах на культурах легеневої тканини людини: коли тканину, інфіковану вірусом грипу, обробляли фаговими наночастинками, вірус грипу практично припиняв реплікацію. Їх взаємодію також вивчали за допомогою кріоелектронної мікроскопії: вона показала, що фагові наночастинки фактично «обліплюють» з усіх боків вірус грипу.

Наразі вчені з’ясовують, чи не викликає введення фагових наночастинок у ссавців імунну відповідь. Остання може як посилити процес знешкодження вірусу грипу, так і ослабити його, нейтралізувавши фагові капсиди. Також, звичайно, розпочато дослідження можливостей створення аналогічних тривимірних мультивалентних інгібіторів для коронавірусу, що спричиняє COVID-19.

* Lauster D, Klenk S, Ludwig K et al. Phage capsid nanoparticles with defined ligand arrangement block influenza virus entry. Nat. Nanotechnol, Published30 March 2020. https://doi.org/10.1038/s41565-020-0660-2