Жевательная резинка с добавлением растительного белка служит "ловушкой" для вируса SARS-CoV-2, снижая вирусную нагрузку в слюне и потенциально препятствуя передаче вируса, говорится в новом исследовании.
Работа, проведенная специалистами Школы стоматологической медицины Пенсильвании, может привести к созданию недорогого инструмента в арсенале против пандемии COVID-19. Их исследование было опубликовано в журнале Molecular Therapy.
"SARS-CoV-2 реплицируется в слюнных железах, и мы знаем, что когда инфицированный человек чихает, кашляет или говорит, часть этих вирусов выделяется во внешнюю среду", - говорит соавтор исследования Генри Дэниелл. " Данная жевательная резинка дает возможность нейтрализовать вирус в слюне, предоставляя нам простой способ сократить передачу инфекции".
Вакцинация против COVID-19 помогла изменить ход пандемии, но не искоренила распространение вируса. Даже полностью привитые люди все еще могут заразиться SARS-CoV-2 и, согласно последним исследованиям, могут нести вирусную нагрузку, аналогичную невакцинированным.
До пандемии Дэниелл изучал белок ангиотензин-конвертирующего фермента 2 (ACE2) в контексте лечения гипертонии. Его лаборатория выращивала этот белок, а также многие другие, которые могут иметь терапевтический потенциал, с помощью запатентованной системы производства на основе растений. Облучая растительный материал ДНК целевых белков, они заставляли хлоропласты растений поглощать ДНК и начинать вырабатывать белки. Растительный материал, высушенный и измельченный, может быть использован в качестве средства доставки белка. Эта система потенциально может избежать обычных препятствий для синтеза белковых препаратов, а именно дорогостоящего процесса производства и очистки.
Предыдущая работа Дэниелла над АСЕ2 оказалась удачной в контексте пандемии COVID-19. Рецептор для АСЕ2 на человеческих клетках также связывается с белком шипа SARS-CoV-2. Другие исследовательские группы показали, что инъекции АСЕ2 могут снизить вирусную нагрузку у людей с тяжелыми инфекциями. Между тем, другое направление работы Дэниелла и его коллег связано с разработкой жевательной резинки, содержащей растительные белки для уничтожения зубного налета. Соединив свои знания об АСЕ2 с этой технологией, Дэниелл задался вопросом, сможет ли такая жевательная резинка, содержащая растительные белки АСЕ2, нейтрализовать SARS-CoV-2 в полости рта.
Чтобы выяснить это, он обратился к Рональду Колману из Пенсильванского медицинского центра, вирусологу, врачу пульмонологии и реаниматологии, чья лаборатория с ранних стадий пандемии собирала образцы крови, носовых мазков, слюны и других биообразцов у пациентов с COVID для научных исследований.
"Генри связался со мной и спросил, есть ли у нас образцы для проверки его методики, какие образцы подойдут для тестирования и можем ли мы провести подтверждение уровня вируса SARS-CoV-2 в образцах слюны", - говорит Коллман.
Чтобы протестировать жевательную резинку, специалисты культивировали ACE2 в растениях, затем соединили его с другим соединением, которое позволяет белку преодолевать слизистые барьеры и облегчает связывание, и включили полученный растительный материал в жевательную резинку со вкусом корицы. Инкубируя жвачку с образцами, полученными из носоглоточных мазков от COVID-положительных пациентов, они показали, что присутствующий в ней ACE2 может нейтрализовать вирусы SARS-CoV-2.
За этими первыми исследованиями последовали другие в которых вирусы, менее патогенные, чем SARS-CoV-2, были модифицированы для экспрессии белка шипа SARS-CoV-2. Ученые заметили, что жвачка в значительной степени предотвращала проникновение вирусных частиц в клетки, либо блокируя рецептор ACE2 на клетках, либо связываясь непосредственно с белком шипа. Наконец, авторы подвергли образцы слюны пациентов с COVID-19 воздействию жвачки ACE2 и обнаружили, что уровень вирусной РНК снизился настолько, что практически не поддавался обнаружению.
В настоящее время исследовательская группа работает над получением разрешения на проведение клинических испытаний, чтобы оценить, насколько безопасен и эффективен этот подход при тестировании на людях, инфицированных вирусом SARS-CoV-2.
"Подход Генри, заключающийся в создании белков в растениях и их пероральном применении, является недорогим и, надеюсь, масштабируемым; это действительно остроумно",
- отмечает Колман. Хотя исследование все еще находится на ранней стадии, если клинические испытания докажут безопасность и эффективность жевательной резинки, ее можно будет давать пациентам, чей инфекционный статус неизвестен, или даже при стоматологическом осмотре, когда необходимо снимать маски, чтобы снизить вероятность передачи вируса обслуживающему персоналу.
"Мы уже используем маски и другие физические барьеры, чтобы снизить вероятность передачи вируса", - говорит Дэниелл. "Эта жвачка может быть использована как дополнительный инструмент в этой борьбе".
