Проф. Димитър Станчев Димитров е професор по медицина и директор на центъра за терапия с антитела (CAT), основан от него през 2017 г. в Университета в Питсбърг, САЩ. Той е експерт в няколко научни области, включително имунология, вирусология, биохимия, биофизика, откриване и подобряване на антитела. Той е автор или съавтор на повече от 400 статии, цитирани над 30 000 пъти, изобретател самостоятелно и в колективи на повече от 100 изобретения, патентни заявки или патенти. Екипът на проф. Димитров вече е демонстрирал големия потенциал на антитяло-базирани подходи за диагностика и терапия при различни инфекциозни заболявания и рак. В съответствие с това, твърдения като: „Екипът на проф. Димитров е сред най-уважаваните научни екипи в света.“ са често срещани в пресата. Проф. Димитров започва своята работа върху моноклонални антитела в България. Завършва и получава докторска степен в Софийския университет, София, България, работи в БАН до 1990 г., а родният му град е Стара Загора.

От авторска статия на проф. Димитров, публикувана преди една година в:https://theconversation.com/, със заглавие „Една малка част от човешкото антитяло има потенциал да действа като лекарство, както за превенция, така и за терапия на COVID-19“, научихме повече за изследователската му работа и неговия екип:

„Въпреки че ваксината може да бъде най-доброто решение за ограничаване на пандемията COVID-19 и спиране на бъдещите, тя няма да бъде 100% ефективна. Ако това е нещо като грипна ваксина, най-вероятно тя ще бъде малко повече от 50% ефективна. Важното е да се признае, че ваксината може да защити, но не може да лекува вече заразен човек. Обратно, лекарствата, включително лабораторно произведени антитела (Y-образни протеини, които могат да помогнат в борбата с чуждо вещество), могат да направят едновременно – защита и лечение.

Ето защо в момента много компании разработват антитела за превенция и терапия на COVID-19. Лекарите ще инжектират пациенти с тези антитела, които веднага биха разпознали и инактивирали вируса. Такава терапия би могла да преодолее изоставането, докато имунната система на пациента не може да произвежда достатъчно от собствените си антитела; някои пациенти със слаба имунна система може никога да не произвеждат антитела за борба с вируса.

Аз съм инженер по антитела и учен по инфекциозни заболявания, който се интересува да използва най-малката част от антитялото – наречена домейн – като терапевтични средства за нововъзникващи вируси, включително SARS-CoV-2. Домейните съчетават някои предимства на лекарства с малки молекули и големи стандартни молекули на антитела. Моите колеги и аз сега създадохме такава молекула, подобна на антитела, която едновременно блокира и лекува инфекция с SARS-CoV-2 в проучвания върху животни и сега е обещаващ кандидат за лекарства за изпитвания върху хора. Това изследване е публикувано в списание Cell.

Антитела като лекарства срещу малки молекули като лекарства

Антитялото действа, като разпознава и се свързва с вируса, причиняващ болестта. Когато антитялото се прикрепи към протеина на шипа на SARS-CoV-2, шипът се блокира от неговото заключване и ключ-взаимодействие с протеина ACE2 върху човешките клетки. Моите колеги и аз се опитваме да разработим лекарствени молекули, които имитират реакцията на естествените антитела на тялото, блокирайки протеина от шипа да не зарази клетката, да се възпроизведе и да причини заболяване.

Малките лекарствени молекули могат да проникнат много добре в тъканите и могат да се прилагат удобно като хапчета. Въпреки това, поради размера, тези малки молекули не са силно специфични и могат да се свържат с много човешки протеини и да причинят странични ефекти.

Моите колеги и аз се опитваме да разработим лекарствени молекули, които имитират реакцията на естествените антитела на тялото, блокирайки протеина от шипа да не зарази клетката, да се възпроизведе и да причини заболяване.

Малките лекарствени молекули могат да проникнат много добре в тъканите и могат да се прилагат удобно като хапчета. Въпреки това, поради размера, тези малки молекули не са силно специфични и могат да се свържат с много човешки протеини и да причинят странични ефекти.

Големите биологични лекарствени молекули, включително естествено срещащи се антитела, напротив, не проникват много добре в тъканите. Лечението с антитела също трябва да се прилага интравенозно в лекарски кабинет. Предимството е, че антителата са силно специфични. Те не пречат на други човешки протеини и рядко причиняват странични ефекти.

Предизвикателството е да се комбинира специфичността на големите естествени антитела с тези на лекарства с малки молекули, които могат да проникнат в тъканите. Подход, който тестваме с колегите ми, е да вземем домейна, който е отговорен за специфичното свързване с мишената, като вирус, и просто да използваме тази част от антитялото като лекарство, за да блокира заразяването на протеина на вируса с вируса клетки.

Как да открием нови терапевтични средства за антитела?

В Центъра за терапия на антитела към Университета в Питсбърг ние разработихме методология, която ни позволи да открием стабилни области на човешки антитела, които могат да се свързват с голяма сила и специфичност с други молекули, включително вирусни протеини.

Първата стъпка беше да се идентифицират гени на антитела от много хора, след това да се отделят тези, които кодират само областите на антителата, които представляват интерес – така наречените „променливи домейни“. Тогава аз и моите колеги създадохме колекция, съдържаща повече от 100 милиарда домена на антитела с различна специфичност. Това означава, че имаме инструкции за повече от 100 милиарда малки фрагмента от антитела, един от които се надявахме да се свърже плътно с протеина на коронавируса.

Използвайки процес, наречен паниране (както в западните филми, където ловците на злато използват тигани, за да отделят златни частици от пясък), само за една седмица отделихме слабо свързващите или необвързващите домейни от тези, които се свързват с целта – в този случай SARS-CoV-2 шипов протеин.

Намиране и тестване на домейни на антитела за лечение на COVID-19

Като използваме като примамка малка част от протеина на шипове SARS -CoV -2 – наречен рецепторен свързващ домейн, който е ключов за свързване и заразяване на човешки клетки – ние „ловихме“ в нашата много голяма колекция от домейни на антитела и идентифицирахме такъв, който наричаме ab8, който се свързва силно и специфично с протеина на шипа.

За да се увеличи силата на свързване на ab8 и да се гарантира, че той остава в кръвта за дълго време, добавихме фрагмент от антитялото, наречено Fc. Това увеличава размера на молекулата, но все пак тя е по-малка от антителата в пълен размер.

Антитялото има по -голям шанс да проникне в тъканта, колкото е по -малка. Домейнът на антитела, който е с около една десета от размера на антитялото, е в състояние да проникне в тъканите и да получи достъп до области, където вирусът нанася значителни увреждания, като белия дроб.

Преди да можем да определим дали ab8 е ефективно лекарство, трябваше да го тестваме срещу жив вирус SARS-CoV-2 при живи животни. Такива експерименти могат да се правят само в специални съоръжения, наречени лаборатории на ниво 3 на биологичната безопасност.

Вземане на ab8 от лабораторията до живот

В крайна сметка се надявам, че този малък домейн на антитяло ab8 може да се произвежда масово и след това да се инжектира в хората, за да се предотврати инфекцията – чрез свързване с протеин на шиша на нахлуващия коронавирус, преди да зарази човешка клетка – или да се намали тежестта на COVID -19 след като бяха болни. Нашите сътрудници от Медицинския клон на Тексаския университет в Галвестън бяха първите, които показаха, че ab8 е изключително мощен при неутрализиране на SARS-CoV-2, когато се тества върху заразени клетки в лабораторията. Нашите сътрудници от Университета на Северна Каролина потвърдиха тези резултати и след това показаха, че дори малки количества ab8 – само 50 микрограма на мишка – драстично намаляват вируса десетократно. (Един микрограм е една милионна част от грам.) И при по-високи дози вирусът беше напълно блокиран от заразяване на клетките. Нашите колеги от университета в Саскачеван тестваха ab8 при по -големи животни: хамстери. Те заразяват хамстерите със SARS-CoV-2 и след това прилагат лекарството. Ab8 намали драстично вируса в хамстерите. И накрая, нашите сътрудници от Университета на Британска Колумбия използваха сложни методи, базирани на електронен микроскоп, за да визуализират и разберат как точно ab8 неутрализира и блокира вируса. Изображенията разкриват, че това става чрез свързване към точно същото място на протеина на вирусен шип, използван за свързване и влизане в човешка клетка. Това означава, че ab8 функционира като рецептор за примамка. Не мога да подчертая достатъчно съвместния характер на това изследване, което доведе до откриването на терапевтичните и превантивни свойства на ab8, което предполага, че молекулата, може да бъде и високоефективна и безопасна при хората.“

Забележка: ИнтеграБг.Инфо не е лекар, не лекува, и не консултира! ИнтеграБг.Инфо е здравно информационна – образователна медия. При нужда се обърнете към квалифициран специалист! ИнтеграБг.Инфо не носи отговорност за неправилно интерпретиране на текст от потребителите на сайта!