To λάμα μυστικό όπλο κατά του COVID-19
Γιατί το αξιαγάπητο λάμα
μπορεί να είναι ένα μυστικό όπλο
κατά του COVID-19
Επιμέλεια: Νίκος Μόσχοβος
18:23:44,03/09/2021
Τα λάμα έχουν αντισώματα κατά του ιού της πανδημίας COVID-19. Φωτογραφία από Pezibear από το Pixabay
Ο αγώνας ενάντια στην πανδημία COVID- 19 συνεχίζεται κι οι επιστήμονες έχουν στραφεί σε μια απίθανη «πηγή» για μια πιθανώς αποτελεσματική θεραπεία: Στα μικροσκοπικά αντισώματα που δημιουργούνται φυσικά από τα Λάμα της Νότιας Αμερικής!
Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τις ακτινογραφίες υπεραξίας της προηγμένης πηγής φωτονίων ( APS ), μιας Υπηρεσίας Επιστημονικών Υπηρεσιών του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ ( DOE ) στο Εθνικό Εργαστήριο «Argonne» του DOE για να μετατρέψουν τα φυσικά δημιουργημένα αντισώματα των λάμα σε δυνητικά αποτελεσματικές θεραπείες κατά του SARS-CoV- 2, δηλαδή του ιού που προκαλεί COVID- 19 . Τα αντισώματα είναι η φυσική άμυνα του ανοσοποιητικού συστήματος ενάντια στις λοιμώξεις κι όταν εξάγονται από το αίμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τότε για το σχεδιασμό θεραπειών κι εμβολίων.
Τα 50 και πλέον αντισώματα του λάμα
«Έχουμε λάβει περισσότερα από 50 αντισώματα λάμα με αρκετές πρωτεΐνες του SARS-CoV- 2 », δήλωσε ο Andrzej Joachimiak, διευθυντής του Κέντρου Δομικής Βιολογίας ( SBC ) στο APS και συν-διευθυντής του Κέντρου Δομικής Γονιδιωματικής των Λοιμωδών Νοσημάτων. ( σ.σ. Οι ερευνητές των πειραμάτων της APS δε συνεργάζονται με το «ζωντανό» ιό, αλλά με κρυστάλλους που προέρχονται από προσομοιωμένες πρωτεΐνες). «Αυτά τα αντισώματα αποτελούν μέρος των συνεχιζόμενων συνεργασιών με διάφορους εταίρους, συμπεριλαμβανομένων ερευνητών στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας ( NIH ) και στο Εθνικό Ινστιτούτο Αρθρίτιδας και μυοσκελετικές και δερματικές παθήσεις ( NIAMS ) των Η.Π.Α., καθώς και θα αναλυθούν με τη χρησιμοποίηση του APS για να δούμε, αν καταπολεμούν τη μολυσματικότητα του ιού», είπε ο Joachimiak.
Τα πειράματα σε συνεργασία με το Βέλγιο
Παρόλο που φαίνεται περίεργο το γεγονός ότι οι επιστήμονες στρέφονται σε λάμα φαίνεται πως υφίσταται ένας πολύ καλός λόγος για αυτό.
Τα Λάμα ανήκουν σε μια ομάδα θηλαστικών που ονομάζονται καμήλες, μια ομάδα που περιλαμβάνει τις καμήλες και τ’ αλπακά. Χάρη στην ιδιοτροπία της φύσης μπορούν οι καμήλες να παράγουν έναν μοναδικό τύπο αντισώματος κατά των ασθενειών. Αυτά τα αντισώματα, που συχνά αναφέρονται ως νανοσωμάτια, έχουν περίπου το μισό μέγεθος των αντισωμάτων που παράγονται από τον άνθρωπο. Ακόμη, είναι εξαιρετικά «σταθερά» και εύκολο να τα χειριστούν οι επιστήμονες.
Τα γεγονός ότι τα λάμα δύναται να παράγουν αυτά τα μικρότερα αντισώματα με αλυσίδες μονής πρωτεΐνης, ανακαλύφθηκε τυχαία στα τέλη της δεκαετίας του 1980 από επιστήμονες στο Βέλγιο. Έκτοτε, οι επιστήμονες συνεργάστηκαν με τα νανοσωμάτια των καμηλών για να δημιουργήσουν θεραπείες κατά πολλών ασθενειών με μεγάλη επιτυχία. Το μικρό μέγεθος αυτών των νανοσωματιδίων τους επιτρέπει να συνδέονται με περιοχές ιικών πρωτεϊνών, στις οποίες δεν μπορούν να χωρέσουν τα μεγαλύτερα αντισώματα, εμποδίζοντας αυτές τις πρωτεΐνες να συνδεθούν με τα κύτταρα.
Ένα λάμα με το όνομα «Χειμώνας-Winter»!
«Τα λάμα παράγουν αυτά τα νανοσωμάτια φυσικά σε υψηλές αποδόσεις και «ταιριάζουν στις τσέπες» στην επιφάνεια των πρωτεϊνών, στις οποίες δεν είναι δυνατή η πρόσβαση αντισωμάτων μεγαλύτερου μεγέθους», δήλωσε ο αναπληρωτής καθηγητής του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Ώστιν, Jason McLellan.
Ο κ. McLellan έχει πολυετή εμπειρία στη συνεργασία με τους νανοσωλήνες των καμηλών. Ο ίδιος μαζί με το μεταπτυχιακό φοιτητή του, Daniel Wrapp και την ομάδα του καθηγητή Μοριακής Ιολογίας Xavier Saelens στο Βέλγιο, έχουν απομονώσει νανοσωμάτια που έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά έναντι του αναπνευστικού συγκυτιακού ιού ( RSV ) και δύο κορονοιών: Του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου ( SARS ) και του αναπνευστικού συνδρόμου της Μέσης Ανατολής ( MERS ) .
Όταν η γενετική ακολουθία του ιού SARS-CoV- 2 «κυκλοφόρησε» τον Ιανουάριο του 2020 , τότε οι κ.κ. McLellan, Wrapp και Saelens δούλεψαν γρήγορα για να ελέγξουν, εάν κάποιο από τα αντισώματα που είχαν προηγουμένως απομονωθεί έναντι του αρχικού ιού SARS-CoV ( σ.σ. προήλθε από ένα βελγικό λάμα με το όνομα Winter ) θα μπορούσε επίσης να δεσμεύσει και να εξουδετερώσει τον ιό SARS-CoV- 2.
Η δυσκολία της απομόνωσης
Τι ανακάλυψαν; Ένα από αυτά τα νανοσωλήνια, τα οποία είχαν χαρακτηρίσει χρησιμοποιώντας τις γραμμές των ακτίνων τύπου SBC στο APS βρέθηκε πως μπορεί να είναι αποτελεσματικό έναντι του SARS-CoV- 2. Ο κ. McLellan είπε ότι αυτό το νανοσωλήνιο – που ονομάζεται VHH 72 – βρίσκεται τώρα υπό ανάπτυξη ως θεραπεία για την πανδημία COVID- 19!
Αυτός και ο μεταπτυχιακός φοιτητής Wrapp έλαβαν το 2020 το Βραβείο Golden Goose γι΄ αυτήν την έρευνα.
« Αναζητούσαμε ένα ισχυρό αντίσωμα που εξουδετερώνει όλους τους κορονοϊούς. Ίσως το δημιουργήσαμε, αλλά δεν το απομονώσαμε», εξήγησε ο κ. McLellan.
Η απομόνωση αυτών των μικροσκοπικών νανοσωμάτων είναι δύσκολη, καθώς το σώμα παράγει έναν τεράστιο αριθμό από αυτά και μόνο ένα μικρό κλάσμα προορίζεται να καταπολεμήσει έναν συγκεκριμένο ιό. Αυτό ακριβώς είναι το πρόβλημα που προσπαθεί να επιλύσει ο καθηγητής βιολογίας κυττάρων στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ, Yi Shi .
Μόνον ο χρόνος (και οι περαιτέρω δοκιμές) θα μας δείξουν, εάν τα διάφορα νανοσωλήματα θα «μεταφραστούν» σε αποτελεσματικές θεραπείες κατά της πανδημίας COVID- 19, αλλά αν το κάνουν, τότε θα έχουμε κάθε λόγο να ευχαριστήσουμε τα αξιαγάπητα λάμα γι’ αυτό! Φωτογραφία από sebastian del val από το Pixabay
Η νέα μέθοδος φασματοσκοπίας
Σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Science αποκάλυψαν ο κ. Shi κι οι συνεργάτες του, μια νέα προηγμένη μέθοδο φασματοσκοπίας μάζας για την ανάλυση αυτών των νανοσωμάτων από τα δείγματα αίματος των λάμα. Το αποτέλεσμα, σύμφωνα με τον Shi και το βοηθό έρευνας Yufei Xiang (επικεφαλής συγγραφέας του συγκεκριμένου άρθρου), είναι ένα μεγάλο σύνολο νανοσωμάτων που συνδέονται καλά με τον ιό SARS-CoV- 2!
« Αυτό είναι χιλιάδες φορές καλύτερο από την τρέχουσα τεχνολογία, ειδικά στις επιλεγμένες ιδιότητές της. Θέλουμε νανοσωματίδια που συνδέονται στενά με την κάλυψη του SARS-CoV- 2 και με αυτή τη μέθοδο μπορούμε να πάρουμε ένα φάρμακο ποιότητας νανοσωματιδίων που είναι μέχρι και 10.000 φορές πιο ισχυρή», εξήγησε ο κ.Shi.,
Όπως και με την έρευνα του McLellan, το πείραμα του κ.Shi ξεκίνησε με ένα λάμα, που ονομάστηκε Wally, επειδή μοιάζει το μαύρο του Λαμπραντόρ. Η ομάδα ανοσοποίησε το Wally εναντίον του ιού SARS-CoV- 2 , περιμένοντας δύο μήνες για τη δημιουργία των νανοσωμάτων. Στη συνέχεια, ο κ. Xiang χρησιμοποίησε τη νέα μέθοδο για να αναλύσει τα νανοσωλήματα, να τα αναγνωρίσει και να τα ποσοτικοποιήσει. Έτσι, οι ερευνητές κατέληξαν στις 10 εκατομμύρια ακολουθίες νανοσωματιδίων.
Τα νανοσωματίδια και οι μεταλλάξεις
Αυτά τα νανοσωματίδια μπορούν να κάθονται σε θερμοκρασία δωματίου για έξι εβδομάδες και είναι αρκετά μικρά, ώστε να μπορούν να αεριστούν, πράγμα που σημαίνει ότι τα θεραπευτικά που έχουν σχεδιαστεί από αυτά μπορούν να εισπνευσθούν απευθείας στους πνεύμονες αντί να μετακινηθούν μέσω της κυκλοφορίας του αίματος.
« Με αυτή τη μέθοδο μπορούμε να ανακαλύψουμε χιλιάδες διακριτά, εξαιρετικά υψηλής συγγένειας νανοσωματίδια για συγκεκριμένη δέσμευση αντιγόνου», τόνισε ο κ. Shi.
Πιο πρόσφατα, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Βόννης στη Γερμανία ανέφεραν πρόσφατα ότι ανακάλυψαν νανοσωματίδια που συνδέονται με την κάλυψη του ιού SARS-CoV- 2 και μπορούν να αποτρέψουν τη «διαφυγή των μεταλλάξεων»!
Τα τέσσερα μόρια
Αυτή η ερευνητική ομάδα συνδύασε αρκετά νανοσωμάτια σε μόρια που επιτίθενται σε διαφορετικά μέρη του ιού ταυτόχρονα, βοηθώντας στην αποτροπή των μεταλλάξεων του ιού από τη μείωση της θεραπευτικής αποτελεσματικότητας. Αυτά τα νανοσωλήματα ελήφθησαν από λάμα και αλπακά ανοσοποιημένα έναντι του ιού SARS-CoV- 2. Μάλιστα, κατέληξαν σε τέσσερα μόρια που αποδείχθηκαν αποτελεσματικά.
Ο Ian Wilson, καθηγητής δομικής βιολογίας στο Ινστιτούτο Ερευνών Scripps στην Καλιφόρνια, ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας, η οποία διεξήγαγε τις μελέτες περίθλασης ακτίνων τύπου Χ στο GM / CA στο APS για να προσδιορίσει τις δομές αυτών των μορίων που συνδέονται με τον ιό.
« Από κρυσταλλικές δομές ήμασταν σε θέση να προσδιορίσουμε τις θέσεις σύνδεσης των νανοσωματιδίων για την κάλυψη του ιού SARS-CoV- 2 στην περιοχή δέσμευσης υποδοχέα», δήλωσε ο Wilson.
Μόνον ο χρόνος (και οι περαιτέρω δοκιμές) θα μας δείξουν, εάν τα διάφορα νανοσωλήματα θα «μεταφραστούν» σε αποτελεσματικές θεραπείες κατά της πανδημίας COVID- 19, αλλά αν το κάνουν, τότε θα έχουμε κάθε λόγο να ευχαριστήσουμε τα αξιαγάπητα λάμα γι’ αυτό! .
©Typologos.com 2021
