Работа, возглавляемая Генри Дэниеллом в Школе стоматологической медицины Пенсильвании и выполняемая в сотрудничестве с учеными Медицинской школы Перельмана и Школы ветеринарной медицины, а также Института Вистар и Фраунгофера США, может привести к созданию недорогого инструмента в арсенале против пандемии COVID-19. Их исследование было опубликовано в журнале Molecular Therapy.
“SARS-CoV-2 размножается в слюнных железах, и мы знаем, что, когда кто-то зараженный чихает, кашляет или говорит, часть этого вируса может быть удалена и достичь других, – говорит Даниэль. – Эта жвачка дает возможность нейтрализовать вирус в слюне, что дает нам простой способ, возможно, сократить источник передачи болезни”.
Вакцинация против COVID-19 помогла изменить ход пандемии, но не остановила передачу вируса. Даже люди, которые полностью вакцинированы, все еще могут заразиться SARS-CoV-2 и, согласно последним исследованиям, могут нести вирусную нагрузку, аналогичную тем, кто не вакцинирован.
До пандемии Даниэль изучал белок ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) в контексте лечения гипертонии. В его лаборатории был выращен этот белок, а также многие другие, которые могут обладать терапевтическим потенциалом, с использованием запатентованной системы производства на растительной основе. Бомбардировкой растительного материала с помощью ДНК целевых белков они уговаривают хлоропласты растений принять ДНК и начать выращивать белки. Растительный материал, высушенный сублимацией и измельченный, может быть использован в качестве средства доставки белка. Эта система обладает потенциалом, позволяющим избежать обычных препятствий для синтеза белковых лекарственных средств, а именно дорогостоящего процесса производства и очистки.
Прошлые работы Даниэла по ACE2 оказались удачными в контексте пандемии COVID-19. Рецептор для ACE2 на человеческих клетках также связывает спайковый белок SARS-CoV-2. Другие исследовательские группы показали, что инъекции ИАПФ-2 могут снизить вирусную нагрузку у людей с тяжелыми инфекциями. Между тем, другая линия работы Даниэля и коллеги Пенна по стоматологической медицине Хена (Мишель) Ку включала исследования по разработке жевательной резинки, пропитанной растительными белками, чтобы разрушить зубной налет. Соединив свои знания об ACE2 с этой технологией, Дэниелл задался вопросом, может ли такая жевательная резинка, содержащая растительные белки ACE2, нейтрализовать SARS-CoV-2 в полости рта.
Чтобы выяснить это, он обратился к Рональду Коллману из Penn Medicine, вирусологу, врачу-легочному и реаниматологу, чья команда с ранних стадий пандемии собирала кровь, мазки из носа, слюну и другие биоспецифические данные у пациентов COVID для научных исследований.
Чтобы протестировать жевательную резинку, команда вырастила ACE2 в растениях в сочетании с другим соединением, которое позволяет белку преодолевать слизистые барьеры и облегчает связывание, и включила полученный растительный материал в таблетки жевательной резинки со вкусом корицы. Инкубируя образцы, полученные из мазков из носоглотки от COVID-позитивных пациентов с десной, они показали, что присутствующий ACE2 может нейтрализовать вирусы SARS-CoV-2.
За этими первоначальными исследованиями последовали другие в Институте Вистар и Пенсильванском университете, в ходе которых вирусы, менее патогенные, чем SARS-CoV-2, были модифицированы для экспрессии белка-шипа SARS-CoV-2. Ученые заметили, что жевательная резинка в значительной степени предотвращала проникновение вирусов или вирусных частиц в клетки, либо блокируя рецептор ACE2 в клетках, либо связываясь непосредственно с белком спайка.
Наконец, команда подвергла образцы слюны пациентов с COVID-19 воздействию жевательной резинки ACE2 и обнаружила, что уровни вирусной РНК упали настолько резко, что их почти невозможно обнаружить.
В настоящее время исследовательская группа работает над получением разрешения на проведение клинического испытания, чтобы оценить, является ли подход безопасным и эффективным при тестировании на людях, инфицированных SARS-CoV-2. Хотя исследование все еще находится на ранней стадии разработки, если клинические испытания докажут, что десна безопасна и эффективна, ее можно будет применять пациентам, чей инфекционный статус неизвестен, или даже для осмотра стоматолога, когда необходимо снять маски, чтобы снизить вероятность передачи вируса лицам, осуществляющим уход.