Получение препарата против ВИЧ из растений

Белок, продуцируемый в N. benthamiana, может стать основой нового
микробицидного препарата, уничтожающего ВИЧ.

Исследователи использовали растения для получения больших количеств белка, который может помочь предотвратить передачу ВИЧ, иными словами, лишить вирус свойства вирулентности. Ученые считают, что их работа приближает момент, когда появится коммерчески доступное лекарство против СПИДа. На сегодняшний день все микробициды с похожими свойствами настолько дороги, что производить их в требуемых в современных условиях масштабах просто невозможно.

Используя генетически модифицированную форму вируса табачной мозаики, исследователи из США и Великобритании внесли в клетки растения Nicotiana benthamiana (один из видов табака) ген белка красных водорослей grft. В результате в растениях начал вырабатываться белок гриффитсин (griffithsin, GRFT). Более ранние исследования на клетках человека, выращенных в культурах, продемонстрировали, что GRFT эффективен против распространения ВИЧ. Считается, что белок связывает рецепторы на поверхности вирусного капсида и не дает ВИЧ инфицировать клетки.

До настоящего времени клинические испытания небелковых микробицидов приносили только разочарования. Carraguard, химическое соединение, которое инактивирует ВИЧ, повреждая белки на поверхности его капсида, было первым препаратом, прошедшим третью фазу клинических испытаний. Однако в конце 2007 года было показано, что он неэффективен для уничтожения вируса. Сегодня ученые надеются, что белковые препараты станут решением этой проблемы.

«Белки, как оказалось, наиболее эффективны против ВИЧ, и на сегодняшний день GRFT – наиболее мощный из всех описанных ингибиторов вируса», говорит Кеннет Палмер (Kenneth Palmer), профессор вирусологии из Университета Луисвилля (University of Louisville) в США, который руководил американской группой ученых. Также Палмер работает в компании Intrucept Biomedicine, планирующей заняться в будущем коммерциализацией данного продукта.

Дорогое оборудование, которое обычно требуется для получения рекомбинантных белков, исключает возможность дешевого производства белковых микробицидов. «Микробициды должны быть сопоставимы по цене с презервативами, если мы хотим, чтобы они были доступны людям в развивающихся странах», поясняет Палмер.

Ранее ученые уже пытались генетически модифицировать растения, чтобы получать из них рекомбинантные белки. Но до настоящего времени все попытки терпели неудачу, так как из клеток растений не удавалось выделить достаточно белка. «Лучшими кандидатами в микробициды являются препараты, сделанные на основе низкомолекулярных белков. Но в последнее время интерес к микробицидам сильно снизился, поскольку ученые не представляли себе метода получения таких препаратов с низкой себестоимостью», говорит Джулия Ма (Julian Ma), профессор молекулярной иммунологии из Госпиталя Святого Георга (St. George's Hospital) при Лондонском Университете, которая также занимается этой темой.

В данной работе исследователям удалось выделить больше 60 грамм белка GRFT из растений, собранных с 460 квадратных метров. Палмер говорит, что использованный вид растений был выбран потому, что он очень восприимчив к вирусной трансфекции, а также может выращиваться в очень высокой плотности в теплицах. Палмер считает, что из такого количества GRFT можно изготовить около миллиона доз микробицидного препарата, который может применяться в виде геля.

Сегодня на рынке фармацевтических препаратов нет лекарств, изготовленных с помощью клеток растений, хотя множество их участвует в клинических испытаниях, например препарат, получаемый из генетически модифицированных клеток моркови, который предполагается применять при болезни Гоше. Палмер надеется начать клинические испытания своей разработки в ближайшие несколько лет.

Единственное, что беспокоит исследователей - возможный иммунный ответ организма человека на белок красных водорослей. Предварительные тесты на культурах клеток человека, а также доклинические испытания на кроликах показали, что белок эффективен против ВИЧ, безопасен и нетоксичен.

«Все это выглядит очень многообещающим. Но будет ли это работать на обезьянах?», спрашивает Ян МакГован (Ian McGowan), один из ведущих исследователей в Microbicide Trials Network – интернациональном объединении биологов и врачей, которое занимается тестированием и изучением микробицидов против ВИЧ и СПИДа. Ученый добавляет: «Будет очень интересно узнать, какая концентрация этого белка потребуется для применения его на людях, если будут успешно пройдены тесты на животных, ведь зачастую при переходе в клинику приходится вносить весьма существенные изменения в схему терапии».

Оригинальная статья: O'Keefe B.R. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA doi:10.1073/pnas.0901506106 (2009)

По материалам:
NatureNews