По време на пандемията лекарите използват трансфузирани моноклонални антитела (лабораторно произведени антитела), за да помогнат на пациентите да се борят с инфекцията с COVID-19. Сега изследователите на UC Davis се опитват да създадат моноклонални антитела, които биха могли да помогнат в борбата с хроничната болка. Целта е да се разработи месечно обезболяващо средство без пристрастяване, което може да замени опиоидите.
Проектът се ръководи от Владимир Яров-Яровой и Джеймс Тримър, професори в катедрата по физиология и биология на мембраната в Калифорнийския университет, Медицинското училище в Дейвис. Те събраха мултидисциплинарен екип, включващ много от същите изследователи, които се опитваха да превърнат отровата на тарантула в болкоуспокояващи.
По-рано тази година Яров-Яровой и Тример получиха безвъзмездна помощ от 1,5 милиона долара от програмата HEAL на Националния институт по здравеопазване, което е агресивен опит за ускоряване на научните решения за овладяване на опиоидната криза в страната.
Поради хроничната болка хората могат да станат пристрастени към опиоидите. Националният център за здравна статистика на Центъра за контрол на заболяванията изчислява, че ще има 107 622 смъртни случая от свръхдоза наркотици в Съединените щати през 2021 г., близо 15% повече от изчислените 93 655 смъртни случая през 2020 г.
„Последните пробиви в структурната и изчислителна биология – използването на компютри за разбиране и моделиране на биологични системи – поставиха основата за прилагането на нови методи за създаване на антитела като отлични кандидати за лекарства за лечение на хронична болка“, каза Яров. Яровой, главният изпълнител на наградата Сай.
„Моноклоналните антитела са най-бързо развиващата се област на фармацевтичната индустрия и предлагат много предимства пред класическите лекарства с малка молекула“, каза Тример. Малкомолекулните лекарства са лекарства, които лесно проникват в клетките. Те се използват широко в медицината.
През годините лабораторията на Тример създаде хиляди различни моноклонални антитела за различни цели, но това е първият опит да се създаде антитяло, предназначено да облекчава болката.
Въпреки че изглежда футуристично, Американската администрация по храните и лекарствата одобри моноклонални антитела за лечение и профилактика на мигрена. Новите лекарства действат върху протеин, свързан с мигрена, наречен пептид, свързан с гена на калцитонина.
Проектът на UC Davis има различна цел - специфични йонни канали в нервните клетки, наречени волтаж-зависими натриеви канали. Тези канали са като "пори" на нервните клетки.
„Нервните клетки са отговорни за предаването на сигнали за болка в тялото. Потенциално затворените натриеви йонни канали в нервните клетки са ключови предаватели на болка“, обяснява Яров-Яровой. „Нашата цел е да създадем антитела, които се свързват с тези специфични места на предаване на молекулярно ниво, инхибират тяхната активност и блокират предаването на сигнали за болка.“
Изследователите се фокусираха върху три специфични натриеви канала, свързани с болката: NaV1.7, NaV1.8 и NaV1.9.
Тяхната цел е да създадат антитела, които отговарят на тези канали, като ключ, който отключва ключалка. Този целеви подход е предназначен да блокира предаването на сигнали за болка през канала, без да пречи на други сигнали, предавани през нервните клетки.
Проблемът е, че структурата на трите канала, които се опитват да блокират, е много сложна.
За да решат този проблем, те се обръщат към програмите Rosetta и AlphaFold. С Rosetta изследователите разработват сложни виртуални протеинови модели и анализират кои модели са най-подходящи за NaV1.7, NaV1.8 и NaV1.9 нервните канали. С AlphaFold изследователите могат независимо да тестват протеини, разработени от Rosetta.
След като идентифицираха няколко обещаващи протеини, те създадоха антитела, които след това могат да бъдат тествани върху нервна тъкан, създадена в лабораторията. Изпитанията върху хора ще отнемат години.
Но изследователите са развълнувани от потенциала на този нов подход. Нестероидните противовъзпалителни средства (НСПВС), като ибупрофен и ацетаминофен, трябва да се приемат няколко пъти на ден за облекчаване на болката. Опиоидните болкоуспокояващи обикновено се приемат ежедневно и носят риск от пристрастяване.
Моноклоналните антитела обаче могат да циркулират в кръвта повече от месец, преди в крайна сметка да бъдат разградени от тялото. Изследователите очакват пациентите сами да прилагат аналгетичното моноклонално антитяло веднъж месечно.
„За пациенти с хронична болка това е точно това, от което се нуждаете“, каза Яров-Яровой. „Те изпитват болка не с дни, а със седмици и месеци. Очаква се, че циркулиращите антитела ще могат да осигурят облекчаване на болката, което продължава няколко седмици.
Други членове на екипа включват Бруно Корея от EPFL, Стивън Уоксман от Йейл, Уилям Шмид и Хайке Волф от EicOsis, Брус Хамок, Теан Грифит, Карен Вагнер, Джон Т. Сак, Дейвид Дж. Копенхавър, Скот Фишман, Даниел Дж. Танкреди, Хай Нгуен, Фуонг Тран Нгуен, Диего Лопес Матеос и Робърт Стюарт от UC Davis.
Out of business hours, holidays and weekends: hs-publicaffairs@ucdavis.edu916-734-2011 (ask a public relations officer)
Време на публикуване: 29 септември 2022 г