Иммунная система коров помогла ученым создать новый метод лечения

Чтобы помочь пациентам с гормональной недостаточностью, ученые из Исследовательского Института Скриппса (The Scripps Research Institute, TSRI, США) разработали принципиально новый способ терапии, основой которому послужила неожиданная модель – молекула иммунной системы, полученная от коров.

При лечении недоношенности, а также таких заболеваний, как, например, синдром Шерешевского-Тернера, сопровождающихся гормональной недостаточностью, в качестве лечения в организм пациента вводят человеческий гормон роста. К сожалению, гормон роста очень быстро расщепляется в организме, иногда в течение лишь 30 минут.

«Это означает, что пациенты должны каждый день делать себе инъекции гормона», – говорит Лью. – «Это очень болезненно для детей, что является еще одним отрицательным свойством препарата».

Антитела же могут находиться в организме человека в течение недель. При проведении исследования ученые взяли за основу антитело, полученное от коров и описанное специалистами из TSRI в 2013 г. Данное антитело имеет необычную структуру: у него круглое основание, от которого отходит длинная аминокислотная «ножка». На ее вершине находится выпуклый участок, который предположительно связывается с патогенами.

«Нас вдохновила уникальная природная структура, и мы сконструировали антитело, которое однажды может принести пользу человечеству», – говорит Тао Лью (Tao Liu), научный сотрудник TSRI, один из соавторов исследования.

Ученые использовали технологию рекомбинантной ДНК для соединения гормона роста с закрученным в спираль вариантом «ножки» антитела, полученного от коров.

Полученная молекула была стабильной и сохранила функции гормона роста. На следующем этапе ученые попытались получить молекулу антитела-гормона, не содержащую ДНК коровы, для того, чтобы в будущем это соединение можно было использовать при лечении человека. В качестве основы антитела в новом соединении они использовали гуманизированное моноклональное антитело Herceptin®, применяемое для лечения онкологических заболеваний.

После этого ученые протестировали созданную молекулу антитело-гормон роста на крысах. Результаты их исследования показали, что крысы, в организме которого не хватало гормона роста и которым была введена разработанная молекула, выросли до нормальных размеров. Ученым было достаточно всего два раза в неделю делать инъекцию животным, чтобы получить желаемый терапевтический результат, по сравнению с ежедневными инъекциями традиционного гормона роста, которые получали крысы контрольной группы. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Антитело работает точно так же, как обычный гормон роста», – говорит Лию. По словам ученого, это означает, что антитело, вероятно, можно будет вводить в организм человека только один раз в неделю или даже один раз в месяц, что значительно облегчит жизнь пациентов.

При дальнейшем тестировании разработанного метода исследователи присоединили Herceptin® к лептину, гормону, регулирующему вес человека. Результаты их исследования показали, что молекула антитела-лептина была так же эффективна у мышей, как и естественный лептин, при этом препарат не надо было очень часто вводить в организм животных. Последующие эксперименты продемонстрировали, что терапия не вызвала опасных побочных эффектов у грызунов.

Сейчас ученые пытаются усовершенствовать метод лечения таким образом, чтобы его можно было использовать в клинике. Лью надеется, что однажды метод будет применяться для доставки доз гормона роста с длительным сроком действия и, возможно, даже инсулина для лечения пациентов с сахарным диабетом 2 типа.

По материалам The Scripps Research Institute

Оригинальная статья:
Tao Liu, Yong Zhang, Yan Liu, Ying Wang, Haiqun Jia, Mingchao Kang, Xiaozhou Luo, Dawna Caballero, Jose Gonzalez, Lance Sherwood, Vanessa Nunez, Danling Wang, Ashley Woods, Peter G. Schultz, Feng Wang. Functional human antibody CDR fusions as long-acting therapeutic endocrine agonists. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015; 112 (5): 1356 DOI: 10.1073/pnas.1423668112