Експериментальна жувальна гумка може нейтралізувати SARS-CoV-2 у слині

SARS-CoV-2 передається через краплі та аерозолі, що утворюються, коли людина, заражена вірусом, розмовляє, дихає чи співає. Це називається аерозольною передачею. Зважаючи на це, зменшення передачі SARS-CoV-2 включає носіння масок, а також фізичне дистанціювання.

Слина хворих на COVID-19 (як із симптомами, так і без них) містить значне вірусне навантаження SARS-CoV-2. Це навантаження корелює із серйозністю симптомів COVID-19 — більш високе вірусне навантаження пов’язане з більшою вираженістю симптомів.

Вірус насамперед розмножується всередині слинних залоз та слизових оболонок порожнини рота, що робить їх потенційно небезпечним шляхом передачі SARS-CoV-2. Це особливо справедливо щодо нових штамів — вірусне навантаження у людей з варіантом «дельта» є значно вищим, ніж у осіб з попередніми штамами.

Однак інактивація вірусу в роті може бути корисною стратегією зменшення поширення вірусу. У нещодавньому дослідженні вчені під керівництвом однієї з найстаріших стоматологічних шкіл США «Penn Dental Medicine» створили жувальну гумку з рослинних матеріалів, яка може знизити вірусне навантаження SARS-CoV-2 в слині.

«SARS-CoV-2 реплікується в слинних залозах, тому зниження вірусного навантаження в порожнині рота має знизити ймовірність повторного інфікування людей, заражених SARS-CoV-2, на додаток до запобігання передачі цієї інфекції.

Таким чином, жувальна гумка з ангіотензинперетворювальним ферментом 2 (Angiotensin-converting enzyme 2 — ACE2) має дати людям з COVID-19 час для формування імунітету і допомогти знизити тяжкість захворювання, яка залежить від вірусного навантаження.

Біоінкапсульовані в жувальній гумці білки стабільні та повністю функціональні протягом декількох років у разі зберігання за температури навколишнього середовища, що робить їх доступними за рахунок виключення складних виробничих процесів, дорогого зберігання в холодильнику, транспортування та інших витрат, пов’язаних із поточними вакцинами», — пояснив Генрі Даніелл (Henry Daniell), провідний автор дослідження, професор кафедри фундаментальних та трансляційних наук стоматологічної медицини в «Penn Dental Medicine».

«Це цікаве дослідження з точки зору того, який потенціал можуть мати біоматеріали для пероральної доставки лікарських засобів, а також використовуватися як молекулярні «пастки» для патогенів.

Автори припускають, що такі підходи можуть допомогти і з іншими потенційними вірусами, що реплікуються в слині, такими як вірус Епштейна — Барр, простий герпес, людський бета-герпесвірус 7, цитомегаловірус, гепатит С і вірус Зіка», — наголосив Семіх Тарін (Semih Tareen), директор та керівник дослідження вірусних векторів компанії «Sana Biotechnology», який не брав участі в дослідженні.

Поточне дослідження було опубліковано у виданні «Molecular Therapy».

Рецептор ACE2

ACE2 — це білок, який знаходиться на поверхні багатьох типів клітин. Він служить «дверима» для дрібних білків, які проникають у клітини та регулюють їх функції. Він, зокрема, бере участь у процесах, пов’язаних з артеріальним тиском, загоєнням ран та запаленням.

ACE2 також є рецептором, який SARS-CoV-2 використовує для проникнення у клітини людини. Дослідження показують, що у людей з респіраторним дистрес-синдромом, який пов’язаний із COVID-19, відмічають низьку активність ACE2.

Перед початком пандемії доктор Г. Даніелл вивчав білок ACE2 як спосіб лікування пацієнтів з артеріальною гіпертензією. Його лабораторія розробила метод вирощування цього білка з використанням запатентованої виробничої системи на рослинній основі.

Система на основі рослин працює шляхом бомбардування рослинного матеріалу ДНК ACE2, щоб спричинити його зростання в хлоропластах рослин. Після сублімаційного сушіння та подрібнення він готовий до доставки пацієнтам, минаючи дорогий процес синтезу лікарських засобів.

Водночас із цим дослідженням доктор Г. Даніелл та його колеги досліджували жувальну гумку, наповнену рослинними білками, які руйнують зубний наліт.

Доктор Г. Даніелл вирішив об’єднати свої знання як про ACE2, так і про жувальну гумку, щоб створити продукт, здатний нейтралізувати SARS-CoV-2 у порожнині рота.

Як проходили дослідження?

Доктор Г. Даніелл звернувся до Рональда Коллмана (Ronald Collman), доктора медицини з «Penn Dental Medicine», вірусолога, лікаря-пульмонолога і реаніматолога, чия команда збирала слину та інші біопроби у людей з COVID-19 протягом всієї пандемії.

Вони розпочали співпрацю, щоб вивчити, чи може жувальна гумка з ACE2 нейтралізувати SARS-CoV-2 у зразках слини.

Дослідники спочатку виростили ACE2 у листі салату разом із сполукою, яка дозволяє ACE2 долати бар’єри слизової оболонки та полегшує зв’язування. Потім вони включили ці білки в жувальну гумку зі смаком кориці та інкубували з мазками з носоглотки, взятими у людей, у яких був позитивний результат на SARS-CoV-2.

Дослідники виявили, що ACE2 у жувальній гумці може нейтралізувати SARS-CoV-2 у мазках з носоглотки.

Потім дослідники модифікували псевдовіруси, щоб експресувати спайковий білок SARS-CoV-2, а потім інкубували його з жувальною гумкою з ACE2.

У цьому експерименті гумка запобігала проникненню вірусів у клітини, блокуючи рецептор ACE2 або зв’язуючись безпосередньо з білком спайка.

Нарешті, дослідники вплинули на зразки слини людей з інфекцією SARS-CoV-2 як жувальною гумкою з ACE2, так і жувальною гумкою з плацебо. У той час як вони спостерігали деяке зниження рівнів вірусної РНК у слині після впливу жувальної гумки з плацебо, рівні вірусної РНК у слині після впливу жувальної гумки, наповненої ACE2, зменшилися до дуже низьких рівнів.

За словами авторів, попередні дослідження показали, що 48 сполук цукрового спирту, включаючи сорбіт, галактит та маніт, зв’язуються з вірусними білками, особливо з білком VP40 вірусу Ебола. Наявність цих цукрів у жувальній гумці з плацебо могла пояснити деякі з її противірусних ефектів.

Основні механізми

Коли доктора Г. Даніеля попросили пояснити основні механізми, що лежать в основі жувальної гумки з ACE2, він зазначив: «ACE2 використовує 2 різні механізми: фермент ACE2 безпосередньо зв’язується зі спайковим білком SARS-CoV-2 і вловлює вірус у жувальній гумці. Крім того, ACE2 зв’язується зі своїм власним рецептором на епітеліальних клітинах ротової порожнини, тим самим блокуючи проникнення вірусу».

Автори роблять висновок, що жувальна гумка з ACE2 може допомогти захистити людей з інфекцією SARS-CoV-2, а також знизити ризик передачі інфекції іншим людям.

На даний момент доктор Г. Даніелл та його команда прагнуть, щоб ця жувальна гумка пройшла клінічні випробування, аби оцінити її безпеку та ефективність у людей із SARS-CoV-2.

«Звичайно, головне питання полягає в тому, чи справді жувальна гумка з ACE2 запобігає інфекції. Для підтвердження цього необхідно провести тестування на людях, адже вони дихають і через ніс, і ще невідомо, чи поширюється будь-який захист за межі ротової порожнини у верхню частину горла, носоглотку», — наголосив Г. Даніелл.

За матеріалами www.medicalnewstoday.com

Бажаєте завжди бути в курсі останніх новин фармацевтичної галузі?
Тоді підписуйтесь на «Щотижневик АПТЕКА» в соціальних мережах!