English version
Dalším překvapivým zjištěním studie je fakt, že koronavirus dokáže mutovat velice rychle – v laboratoři se stal odolným vůči standardním monoklonálním protilátkám během pouhých dvou dnů, zatímco ale proti dvojité protilátce mutovat nedokázal. Objev představili vědci ze Švýcarska, USA, Itálie, Švédska a České republiky ve čtvrtek 25. března v prestižním vědeckém časopise Nature.
Pro vývoj nové účinné látky vyšli švýcarští vědci z Biomedicínského výzkumného ústavu v Bellinzoně (Institute for Research in Biomedicine) z protilátek získaných od pacientů, kteří prodělali covid-19. Tyto přirozené protilátky se běžně používají při léčbě pacientů, mají ale velkou slabinu, virus proti nim dokáže získat odolnost, a léčba pak neúčinkuje. „U kontrolních myší, které jsme léčili jen touto monoklonální protilátkou, virus neskutečně rychle mutoval a stal se rezistentní již během pouhých dvou dnů. To nikdo nečekal a ani předtím nepozoroval. Je to velký vykřičník z hlediska používání protilátek proti covidu-19,“ řekl Daniel Růžek z Parazitologického ústavu BC AV ČR a Výzkumného ústavu veterinárního lékařství, který vedl preklinickou studii. Z tohoto důvodu je potřeba používat směsi různých protilátek, což je ovšem produkčně složité a drahé.
„Problém jsme vyřešili spojením dvou přirozených protilátek do jedné molekuly zvané bispecifická protilátka, která cílí na dvě různá virová místa současně,“ řekl Luca Varani, vedoucí týmu ze švýcarského institutu IRB. Právě zacílení na dvě nezávislá místa ve struktuře viru představuje inovaci, která znemožňuje přináší řadu nesporných výhod. Jednak tato molekula nahrazuje drahou směs přirozených protilátek za zlomek nákladů, což z ní činí ideálního kandidáta pro léčbu i v chudších oblastech světa. Jednak molekula cílí současně na dvě nezávislá místa ve struktuře viru, což brání viru uniknout útoku, ale i mutovat, a tak vykazuje bispecifická protilátka vysokou účinnost.
„Víme, že naše protilátka funguje na všechny tři dominantní mutace viru – britskou, jihoafrickou i brazilskou. Na základě strukturních modelací lze předpokládat, že bude účinná i na další minoritní mutace,“ uvedl Daniel Růžek s vysvětlením, že je nepravděpodobné, aby virus nově zmutoval na obou dvou místech, kam bispecifická protilátka míří, a současně si zachoval schopnost být plně virulentní. Navíc, jak prokázaly testy, bispecifickou protilátku lze použít jak pro léčbu nakaženého pacienta, tak i preventivně podobně jako očkování, přičemž ochrana je okamžitá a může trvat několik týdnů nebo měsíců.
„I když virus může mutovat a vyhnout se tak útoku jedné protilátky, prokázali jsme, že nedokáže uniknout dvojitému působení naší bispecifické molekuly,“ vysvětlil Luca Varani. Pomocí superpočítačových simulací pak vědci molekulu zdokonalili a vyrobili pro laboratorní testy preklinické studie.
Preklinická studie proběhla úspěšně v česku
Ta se prováděla od listopadu 2020 v českobudějovických laboratořích Biologického centra AV ČR v podmínkách vysokého stupně zabezpečení BSL-3. Studie potvrdila, že bispecifická protilátka účinně zneškodňuje koronavirus SARS-CoV-2 i jeho varianty, včetně nedávné britské mutace. Kombinovaná účinnost a celková charakteristika tak z nové protilátky činí ideálního kandidáta pro klinickou studii u lidí. Může nejen podpořit léčbu pacienta se slabou imunitní odpovědí, ale zároveň může fungovat jako prevence.
„Ve zvířecím modelu covid-19 poskytuje jediná injekce bispecifické protilátky okamžitou ochranu před onemocněním, která může trvat týdny nebo měsíce. Protilátka účinně snižuje virovou zátěž v plicích a zmírňuje zánět,“ potvrdil Daniel Růžek z Biologického centra AV ČR a Výzkumného ústavu veterinárního lékařství, který vedl preklinické testování protilátek na zvířatech.
Myší model senzitivní pro infekci SARS-CoV-2 připravili vědci v Českém Centru pro Fenogenomiku, výzkumné infrastruktuře v centru BIOCEV, po diskuzi s virology, kteří nemohli žádný vhodný model najít. „Běžnou laboratorní myš totiž koronavirus nenapadá a nelze ji tak na výzkum použít. Jelikož vhodný model ke studiu infekce a terapie nebyl dostupný, vyvinuli jsme model na novém principu, využívající AAV-vektor (podobný jako u některých vakcín), který vnese do experimentálního zvířete právě hACE, který je vstupní branou koronaviru do buňky. Model je poměrně unikátní i ekonomický a velmi dobře reprezentuje těžké případy nemoci, které pozorujeme u člověka, jako např. zánětlivé odpovědi v plicích a podobně,“ uvedl Radislav Sedláček, vedoucí Českého centra pro fenogenomiku (Ústav molekulární genetiky AV ČR v centru BIOCEV).
Vysoká účinnost a celková charakteristika nové bispecifické protilátky jsou klíčovým argumentem pro zahájení klinické studie u lidí. Výzkumné konsorcium již v současnosti vede jednání s potenciálním farmaceutickým partnerem.
Na preklinické studii se kromě výše zmiňovaných Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích a Českého centra pro fenogenomiku ve Vestci u Prahy rovněž podílely Výzkumný ústav veterinárního lékařství v Brně, Ústav organické chemie a biochemie v Praze a Vojenský zdravotní ústav v Těchoníně. Úspěchy českých vědců na poli výzkumu koronaviru a jejich okamžité efektivní zapojení do boje proti pandemii dokazují, že české know-how patří ke světové špičce. V České republice je však virologický výzkum roztříštěný do menších laboratoří na několika institucích a dosud chybí vhodná infrastruktura na národní úrovni, která by jej sjednotila a poskytla adekvátní základnu pro jeho další rozvoj. Potřebný impuls by mohlo přinést zamýšlené Virologické centrum, pro nějž vyjednává Akademie věd ČR podporu na vládní úrovni.
Bispecifická protilátka byla vyvinuta v rámci výzkumného konsorcia ATAC, financovaného Evropskou komisí v reakci na pandemii COVID-19. Mezi další členy patří nemocnice San Matteo v Pavii (Itálie), Karolinska Institute (Švédsko), Braunschweig University (Německo), Společné výzkumné středisko Evropské komise, Rockefellerova univerzita (USA) a Kalifornský technologický institut (USA). Na české straně byl výzkum podpořen z prostředků Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy a dále Grantovou agenturou České republiky.
Redakčně upravená tisková zpráva Biologického centra AV ČR
