Белки для интраназальных вакцин от COVID-19 синтезировали в листьях табака - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Белки для интраназальных вакцин от COVID-19 синтезировали в листьях табака

19.01.2022

 Российские биотехнологи соединили участок «шипа» коронавируса и молекулу из жгутика сальмонеллы, чтобы получить усиленную вакцину от SARSCoV-2. Эффективнее всего будет она будет работать, если ее закапывать в нос. Производить такой «собранный из запчастей» белок сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН научились в клетках растений. Статья об исследовании опубликована на страницах журнала Plants.

 В структуре S-белка, который и составляет «корону» SARSCoV-2, есть участок с 319 по 541 аминокислоту (receptorbinding domain, или RBD), который связывается с человеческим ангиотензинпревращающим ферментом. Этот участок важен для заражения и «размножения» SARSCoV-2, ведь без него вирус не мог бы прикрепляться к нашим клеткам. Это означает, что в RBD, скорее всего, не будет мутаций, и вакцина, которая обучает иммунитет узнавать этот антиген, долго будет актуальной. Если же коронавирус начнет «прятаться» от иммунной системы и изменять этот участок, ему будет сложнее инфицировать клетки. Вакцины с RBD и другие прививки того же типа учат иммунитет точно распознавать цель, но им часто нужны добавки (адъюванты), чтобы реакция на вторжение была сильнее. Один из вариантов — присоединить участок-антиген к белку жгутика бактерий (флагеллину), в котором сразу же распознает врага рецептор врожденного иммунитета TLR5. Этот адъювант уже успешно применяется, например, в прививках от гриппа типа A. Исследователи ФИЦ Биотехнологии РАН научились производить белок, в котором RBD соединен с флагеллином, в растительных клетках. 

«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. При помощи этого вектора авторам предыдущих исследований удавалось получить до 1 миллиграмма зеленого флуоресцентного белка с каждого грамма свежих листьев всего за несколько дней», — 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».

 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 могут придать белку посттрансляционные модификации. 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. Обычно в качестве продуцентов используют трансгенные растения, но у этой технологии есть недостатки: обычно такие растения синтезируют мало белка, а их получение может занимать несколько месяцев. Выделять итоговый продукт из растительных клеток и очищать его от побочных продуктов довольно дорого. Но если использовать вирусные векторы, в которые вставлен ген нужного белка, и заражать ими обычные нетрансгенные растения, то можно в течение недели получить до 5 мг закодированного в векторе белка с каждого грамма листьев.

 Биотехнологи выбрали фрагмент RBD с 319 по 524 аминокислоту и присоединили к нему флагеллин, полученный от сальмонеллы. Эту конструкцию вставили в вектор pEff — безвредный для человека вирус мозаики картофеля. Затем ученые позволили бактерии Agrobacterium tumefaciens «заглотить» вирусный вектор. Эти микроорганизмы и заразили вирусом клетки растений. Для контроля ученые использовали только флагеллин (без участка RBD). Четыре дня спустя, когда уровень необходимого белка достиг пика, исследователи собрали листья растений. Растения – продуценты смогли наработать рекомбинантный белок в количестве 110–140 микрограмм на грамм.

 «Мы продемонстрировали, что с помощью вектора pEff растения могут производить до 100 микрограмм нужного нам рекомбинантного белка на грамм биомассы. Этот 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 такой 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.

 

 ФИЦ Биотехнологии РАН

1 комментарий

  • К сожалению, ученые синтезируют вакцины на уровне рационализаторских предложений – может получится, а может нет. Это не наука. Необходимо использовать технологии информационного поля. Если не умеете, то ищите тех, кто умеет.

Загрузка...
Новости СМИ2