Белки для интраназальных вакцин от COVID-19 синтезировали в листьях табака
Вакцины содержат антигены — молекулы патогена, на которых организм научается распознавать возбудителя болезни и бороться с ним. В случае SARS-CoV-2 три из четырех зарегистрированных в России вакцин приводят к образованию в теле привитого антител к S-белку, который обеспечивает прикрепление вируса к клетке и, соответственно, ее заражение.
Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН использовали для своей вакцины небольшой его кусочек, который непосредственно связывается с рецепторами клетки. Выбор обусловлен тем, что, если патоген будет изменяться, чтобы «спрятаться» от иммунитета, этот важный участок мутирует с меньшей вероятностью — в противном случае его способность заражать клетки ухудшится. Чтобы усилить иммунную реакцию на вакцину, исследователи присоединили к фрагменту адъювант. Им стал белок жгутика бактерий флагеллин — на него сразу срабатывают системы врожденного иммунитета. Такой подход уже применяется, например, в прививках от гриппа типа A.
«Биотехнологии позволяют синтезировать белки-антигены для вакцин в клетках млекопитающих, бактерий, дрожжей, растений и других организмов. Мы вставили в вирусный вектор pEff последовательность из белка SARS-CoV-2 и последовательность флагеллина бактерии Salmonella typhimurium и заразили им растение Nicotiana benthamiana, которое относится к роду Табак. Создавая свои копии, pEff заставляет клетки растений производить нужные нам белки в большом количестве», — комментирует исследование один из авторов научной статьи Евгения Марданова, старший научный сотрудник лаборатории систем молекулярного клонирования ФИЦ Биотехнологии РАН. Данное исследование проводится в рамках деятельности научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего».
Уже спустя четыре дня после заражения уровень необходимого белка достиг пика: растения-продуценты смогли наработать продукт в количестве 110–140 микрограмм на грамм листьев.
Производство белков в растениях не требует сложного оборудования и легко может быть масштабировано. В отличие от клеток бактерий, которые тоже относительно легко выращивать, растительные клетки как эукариотические могут нужным образом модифицировать белок. Тогда он будет свернут в окончательную форму, и дополнительно дорабатывать его не придется. Также можно не бояться, что полученный в растениях препарат будет загрязнен патогенами, так как инфекции растений людям не страшны.
«Белок может стать основой новых вакцин от коронавирусной инфекции, которые можно закапывать в нос. Благодаря адъюватному действию флагеллина такие вакцины должны вызывать как местную иммунную реакцию, так и иммунный ответ всего организма. Мы надеемся, что наш подход позволит сделать производство препаратов дешевле, а сами прививки станут удобнее, быстрее и проще», — рассказал про научную работу Николай Равин, заведующий лаборатории систем молекулярного клонирования ФИЦ Биотехнологии РАН.
