Науковий співробітник лабораторії Regeneron у селищі Таррітауні, штат Нью-Йорк.
"Лікарський коктейль" може бути випробуваний на людях до літа і рятуватиме життя до осені, коли заплановане виробництво вакцини.
Новий коронавірус хитромудрий, стійкий і, на думку деяких вчених, навіть не живий. Але світ вже дізнався, наскільки цей крихітний пучок генетичного матеріалу є високоефективним загарбником. Кожна частинка озброєна приблизно сотнею шипів, які ідеально еволюціонували, щоб зафіксувати фермент на поверхнях клітин горла і легенів, потім прослизнути в них і збільшити свою кількість у мільйони мільйонів разів.
Старі коронавіруси, такі як той, що викликав важкий гострий респіраторний синдром, або ГРВІ, діяли аналогічно. Проте шипи нового коронавірусу стискають клітини набагато щільніше, що, мабуть, є однією з причин того, що він поширюється легше. За три місяці, відколи вчені Китаю визначили це, коронавірус заразив понад 2,4 мільйона людей по всьому світу та вбив щонайменше 165 тисяч.
Нейтралізація цих шипів може бути найкращим способом запобігти шкоді від вірусу для його носія. І серед найбільш перспективних підходів до цього є пошук правильних антитіл. Кілька компаній роблять це, використовуючи антитіла лабораторних мишей та пацієнтів, що одужали. На відміну від наявних лікарських засобів, які тестуються - наприклад, гідроксихлорохін, препарат проти малярії, який суперечливо рекламує президент Трамп, і ремдезивір, противірусна сполука, спочатку розроблена Gilead Sciences Inc. для боротьби з еболою - препарати з антитіл розробляються спеціально для знешкодження нового вірусу там, де він найбільш вразливий.
Вчені користуються технологіями, які розроблені протягом двох останніх десятиліть для створення цільових ліків. Якщо вони спрацюють, терапію можна використовувати двома способами: лікувати тих, хто вже заразився, а за відсутності вакцини - як короткочасний профілактичний засіб для осіб з високим ризиком.
Зазвичай для розробки препарату та випробування його на людях може знадобитися п'ять і більше років. Ніхто не хоче так довго чекати. AstraZeneca, Vir Biotechnology, Eli Lilly та її біотехнологічний партнер AbCellera Biologics, а також кілька наукових лабораторій сподіваються розпочати випробування на людях до кінця літа. Якщо все піде добре, лікування антитілами тих, хто найбільше потребує, може бути доступне до осені.
Regeneron Pharmaceuticals Inc. розраховує рухатися як мінімум так само швидко. Компанія відома в галузі своїми мишами VelocImmune, які генетично вирощені для вироблення антитіл при ін'єкції вірусної ДНК. У цьому випадку Regeneron використовував генетичний матеріал, ідентичний матеріалу вірусу у кількох десятків мишей, провокуючи імунну відповідь. Приблизно через місяць вчені видалили селезінку мишей і вилучили тисячі антитіл, які виробилися у відповідь на вірусний матеріал. Вони почали сортувати антитіла, і в середині квітня відібрали кілька найпотужніших, які виробляли на одному з основних виробничих майданчиків Regeneron для випробувань на тваринах. Новини про це призвели до чергового удару по акціях компанії, яка була найкращою у 2020 році за показниками індексу S&P 500. Випробування на людях можуть розпочатися у червні.
Можливо, що жодне лікування антитілами Regeneron або будь-якої іншої компанії не буде ефективним. Або вони можуть спричинити несподівані побічні ефекти, які обмежують їх використання. Але багато хто уважно стежить за дослідженням, думає, що принаймні один з цих методів лікування буде успішним. "Шанси дуже великі, це спрацює, особливо якщо у вас є кілька програм і декілька виробників", - каже Джеймс Кроу, ветеран-імунолог з медичного центру університету Вандербільт, який працює з AstraZeneca Plc та іншими учасниками лікування Covid-19. Скотт Готліб, колишній голова Американської адміністрації харчових продуктів та лікарських препаратів, також оптимістично висловився у своєму недавньому інтерв'ю Bloomberg News, кажучи: "Якби мені довелося зробити одну ставку на препарат, який міг бути доступний до літа, і він був би ефективним, на мою думку, він мав би змінити обриси інфекції, це було б переходом до антитіл".
Контейнери, що містять мишей VelocImmune на Regeneron. Джерело: REGENERON
"Наша технологія дозволяє зробити це за місяці, де потрібні роки", - говорить Джордж Янкопулос, співзасновник і головний науковий співробітник Regeneron. Янкопулос, який здобув головну нагороду в Welenthouse Science Talent Search у середній школі (його компанія взяла участь у конкурсі від Intel Corp. у 2016 році), зараз має 60 років та є одним із найбагатших науковців у галузі біотехнологій, із доходом понад 1 мільярд доларів. Під час бесіди в березні в штаб-квартирі компанії в Таррітаун, штат Нью-Йорк, він був одягнений у гавайську сорочку, пив содову з банки і з захопленням розповідав, як сучасна технологія антитіл еволюціонувала протягом багатьох років від повільного, непростого процесу до індустріальної операції, яку Regeneron вдосконалив.
Компанія заснована у 1988 році, стала публічною в 1991 році, і, як це трапляється із багатьма біотехнологічними компаніями, їй знадобилося багато років, щоб отримати перший препарат, затверджений FDA. Прорив відбувся у 2008 році, зі сполукою, призначеною для лікування рідкісних запальних захворювань. З того часу Regeneron отримав шість інших препаратів. Найбільш відомими є «Ейлія», для лікування макулярної дегенерації та «Дупіксент», проти важкої екземи. Третій препарат проти ревматоїдного артриту під назвою «Кевзара» проходить тестування на пацієнтах з Covid-19; на ін'єкційні ліки, що знижують холестерин, Praluent витратив мільярди доларів на розробку, але це не принесло комерційного успіху. Проте Янкопулос вживає їх.
Regeneron вже близько десяти років проводить дослідження інфекційних захворювань, але поки не має затвердженого препарату проти жодного. Першим його засобом може бути для лікування Еболи. У 2014 році, після спалаху в Західній Африці, Regeneron розробив комбінацію антитіл, яка була готова до випробувань на людях лише за 10 місяців. Минулого року після того, як Ебола знову з'явилася в Конго, комбінація знизила наполовину смертність у великому клінічному випробуванні, показавши кращий результат з чотирьох випробуваних методів лікування. Він переміг ZMapp - препарат, який довгий час вважався золотим стандартом лікування хвороби і був представлений на обкладинці Bloomberg Businessweek у 2014 році. Лікування Еболи Regeneron також очолив ремдезивір Гілеада, а зараз противірусний препарат перевіряється на пацієнтах з Covid-19. Regeneron подав дані до FDA і чекає остаточного затвердження.
Янкопулос, справа, з Крістосом Кіратосом. Фотограф: SAMANTHA CASOLARI FOR BLOOMBERG BUSINESSWEEK
Людина, що стоїть за успіхом препарату проти Еболи, - мікробіолог Крістос Кірацус, 38-річний віцепрезидент Regeneron з досліджень інфекційних хвороб. Він і Янкопулоса мають спільне походження - греко-македонське - і обидва отримали докторати в галузі мікробіології з Колумбії. Кірацус - щирий і лагідний, його начальник старанний і швидкий. Янкопулос представляє його як "молодшу, вдосконалену версію себе".
У цій кризі Кірацос планує мати препарат, який буде готовий до випробувань на людях, лише за п’ять місяців. З січня він та його дослідники майже весь час працюють над вірусом. Його бабуся, яка живе в Греції, сказала, що турбується, що він занадто багато працює - кожен раз, коли вона бачила його по телебаченню, він був одягнений у той самий светр. Кірацос працює 14 годин на день, але бабуся бачила той самий светр, оскільки кожен канал виставляв одне і те ж корпоративне фото.
Лікування антитілами має давню історію. У 1901 році німецький лікар Еміль фон Берінг виграв першу Нобелівську премію з медицини, показавши, що «антитоксини», виявлені в крові тварин, що були заражені дифтерією та бактеріями правця, можуть використовуватися для лікування хворих тварин і передачі імунітету проти майбутньої інфекції. Вчені тоді не знали, що це за загадкові антитоксини. Пізніше вони визначили, що вони є білками крові, створеними організмом для боротьби з інфекціями, і назвали їх антитілами. Під час Першої світової війни плазму, що містить антитіла коней, вводили для запобігання правця у поранених американських солдатів. У розпал пандемії коронавірусу деякі лікарні намагаються робити щось подібне, лікуючи пацієнтів Covid-19 плазмою, багатою антитілами, з крові тих, хто одужав. Плазма одужавших, як її називають, може допомогти, але це екстрене лікування. Це може бути важко масштабувати, тому що лікарням доводиться покладатися на пацієнтів, що виздоровіли, у здачі крові. А оскільки в крові міститься суміш всіляких антитіл, найсильніші можуть бути розведені іншими.
Людський організм теоретично може створити сотні мільйонів різних антитіл за життя людини. Коли вводиться патоген, імунна система реагує, виробляючи десятки тисяч нових антитіл, кожне з яких може зв’язатися з дещо іншою частиною збудника або безпосередньо його нейтралізувати, або позначити для руйнування іншими компонентами імунної системи. Після одужання пацієнта від певних захворювань, таких як кір, високоспецифічні антитіла можуть залишатися в організмі роками, пам’ятаючи про збудника і викликаючи імунітет людини. Людина, заражена коронавірусом, виробляє антитіла, деякі набагато ефективніші за інші. Мета дослідників - знайти конкретні, які найкраще працюють, і сконцентрувати за допомогою медичних потужностей.
Препарати з антитілами є однією з декількох стратегій, які вчені проводять проти Covid-19. Довгостроковою метою є вакцина, яка б навчила імунну систему виробляти антитіла проти вірусу. Але тестування вакцини вимагає часу - швидше за все, від 12 до 18 місяців або довше - і воно може не спрацювати, або, як і грип, буде лише частково захисним. Ось чому дослідники також створюють медикаменти. Однією з можливостей є противірусний препарат, який може потрапляти в інфіковані клітини і впливати на різні білки, які вірус використовує для реплікації. Їх часто вводять у формі таблеток, що ідеально. Ремідезивір Gilead, який потрібно влити, вважається одним із найбільш перспективних із цих доступних варіантів; масштабні випробування на людях повинні дати результати до травня. Якщо цей чи інші нестандартні препарати не спрацюють, дослідникам доведеться розробити спеціальні антивірусні препарати з нуля, що також потребує часу. Антитіла займають трохи середнє місце між антивірусними препаратами та вакцинами. Їх потрібно вливати або вводити, і їх важко виробляти в тому ж масштабі, що і таблетки, але технологія дозволяє дослідникам переходити до випробувань на людях порівняно швидко.
Ось, звідки приходить Regeneron та інші біотехнологічні компанії. У 1975 р. Вчені розробили технологію масового вироблення моноклонального антитіла - єдине, високопотужне антитіло, яке націлене виключно на один вірус. На вдосконалення методики знадобляться десятиліття, але сьогодні багато світових найефективніших засобів - особливо препарати проти раку та аутоімунних захворювань, такі як ревматоїдний артрит - є моноклональними антитілами. Серед них Репінерон Дупіксент.
Моноклональні антитіла рідко використовуються, однак допомагають при інфекційних захворюваннях. Вони дорогі, часто коштують 30 000 доларів на рік або більше, а антибіотики та вакцини повинні бути дешевими, щоб широко використовуватися. А процес розвитку був повільним щодо нагальних вимог пандемії. Це змінилося. Кілька років тому на базі Ванкуверу AbCellera винайшов пристрій розміром кредитної картки «лабораторія на чіпі», який використовує машинний зір для перевірки одразу сотні тисяч клітин, що продукують антитіла. Компанія показала, що лише за 55 днів вона могла виділити нейтралізуючі грип антитіла з крові людини, які були досить ефективними для захисту мишей від летальної дози вірусу.
Під час нинішньої кризи AbCellera починала з крові від пацієнта, який одужав від Covid-19. Компанія отримала зразок 25 лютого, розпочали скринінг клітин, що продукують антитіла, через чотири дні, а до 3 березня сортували 5 мільйонів з них, виявивши 500 антитіл, що зв'язуються з шиповим білком вірусу. Потім, оскільки AbCellera зосереджується на виявленні медикаменті, а не на їх розробці та виробництві, її головний виконавчий директор Карл Хансен зв’язався з компанією, яка займається цим, Елі Ліллі. Вони вже говорили про спільну роботу над іншими препаратами антитіл. До квітня Ліллі за допомогою Національних інститутів здоров'я США звузила оригінальні 500 антитіл AbCellera до 20, які фіксуються на певних ділянках на шипах. Після додаткових випробувань Ліллі розраховує вибрати три-чотири для випробувань на людях, які можуть розпочатися вже в липні. «Ми завжди сподіваємось, що є лише одне антитіло, яке є дуже-дуже чудовим, і ми можемо присвятити цьому всі свої виробничі ресурси», - каже Ден Сковронський, головний науковий керівник Ліллі. Але компанія готується зробити більше одного.
Коли пандемічні страхи стали реальністю наприкінці січня, серед перших дзвінків Рік Брайт зробив генеральному директору Regeneron Леонарду Шлейферу. Брайт є директором біомедичних органів розширених досліджень і розробок, або Барда, підрозділу департаменту охорони здоров'я та соціальних служб США. За останні п’ять років Барда виділила Regeneron близько 300 мільйонів доларів на роботу над Еболою, грипом та іншими захворюваннями. "Вони нам сподобалися, бо ми сказали, що ми можемо рухатися надзвичайно швидко", - каже Кірацос. Брайт закликав Regeneron зробити Covid-19 своїм пріоритетом. Шлейфер негайно погодився.
Кірацус уже працював. Коли китайські дослідники поділилися послідовністю генів коронавірусу в середині січня, його команда замовила синтетичну ДНК для білка шипа за пару сотень доларів за зразок. Вони вводили синтетичну ДНК мишам, генеруючим інженерам. Не потрібно збирати кров у пацієнтів, які видужали; миші генерують людські антитіла приблизно за місяць.
На початок березня миші Regeneron виробили тисячі антитіл, які зв'язувалися з шиповим білком вірусу, і до кінця місяця Кірацус та його команда ретельно сортували їх та відбирали 40 чи більше, які були найбільш ефективними. Тоді Regeneron повинен був протестувати антитіла на власне вірус. Для цього він звернувся до Метью Фрімана, експерта з коронавірусу з Медичної школи Університету Меріленда в Балтіморі та давнього співробітника.
Фріман, який допоміг Regeneron працювати над респіраторним синдромом на Близькому Сході, або MERS, був одним з перших дослідників США, який отримав доступ до зразків живого вірусу, коли він став доступним на початку лютого. У нього є лабораторія та персонал для роботи зі смертельними патогенами, що робить його дуже популярною людиною. Він веде журнал 18 годин, виконуючи власні дослідження препаратів та допомагаючи більше десятка компаній, що займаються медикаментами та біотехнологіями, під час тестування можливих препаратів та вакцин проти Covid-19. Він цілий день проводить у лабораторії, прямує додому, щоб пообідати з сім'єю, і продовжує працювати після цього.
Він і його колеги змішують різні дози антитіл з вірусом. Потім вони додають до суміші клітини нирок африканської зеленої мавпи - стандартний тип клітин, якими може заразитися більшість вірусів - і чекають, чи виживуть клітини. Мета полягає в тому, щоб знайти антитіло, яке зв'язується найтісніше з потрібним місцем. Неважко сказати, коли це працює: живі клітини забарвлені фіолетовим кольором, а коли вони відмирають, колір зникає. Деякі з антитіл до Regeneron виявляються перспективними в попередніх тестах, Фріман сказав у короткому інтерв'ю на початку квітня, коли він їхав додому: "Все рухається так, як і належить".
У той же час, вчені у всьому світі знайшли понад 3 000 послідовностей генів вірусу з Азії, Європи та Північної Америки, каже Кірацус, і всі вони не однакові. Вірус еволюціонує. Деякі частини білкових шипів мутують, тобто вони можуть потенційно уникнути нападу. Regeneron шукає спеціально антитіла, які фіксуються на плямах, які не розвиваються. "Ми хочемо, щоб антитіла, які щільно зв'язувались, нейтралізували вірус, і зв'язувалися з сайтами, які не змінюються дуже часто або зовсім не змінюються. Ось як ми перевіряємо », - каже Кірацус.
У середині квітня Regeneron обрав свої остаточні антитіла для тестування - більше як чотири і менше ніж 10, як каже компанія, - на мавпах. Тоді декілька вибраних будуть перевірені на людях. Одночасно, не чекаючи цих результатів, компанія також готується до масштабного виробництва. До кінця травня "ми дізнаємось, чи є щось жахливо неправильне", - каже Кірацос. Оскільки препарати націлені саме на вірус, він не сподівається побачити у мавп ознаки токсичності. Якщо таких не буде, людські випробування можуть розпочатися до кінця червня.
Дослідження антитіл - одна проблема. Виробництво їх у величезних масштабах - інша. Антитіла набагато складніше виробляти, ніж традиційні лікарські засоби, для створення та обслуговування потрібні сотні мільйонів доларів. Ці препарати не є простими хімічними речовинами, як Тайленол, Прозак або Віагра. Вони є складними білками, виготовленими всередині живих клітин і очищені в стерильних флаконах або ін'єкціях.
Оскільки більшість моноклональних антитіл - це так звані спеціальні препарати проти перенесеного раку легенів, розсіяного склерозу та інших захворювань, то глобально існує можливість їх виготовлення. "Препарати з антитілами швидко розвиваються і, ймовірно, діють, але неефективні з точки зору виробництва", - говорить Сковронський з Лілу. Він каже, що компанії, некомерційні організації та уряд обговорюють, як ділити виробничі заводи. "Якщо виявиться, що наше антитіло не працює, а хтось інший має краще, ми запропонуємо їм можливість, - каже він. "Ніхто не розглядає це як комерційний бізнес, що приносить гроші. Ми просто можемо допомогти".
Regeneron каже, що створив свої заводи для швидкості та гнучкості. Деякі біотехнологічні компанії підготували обладнання для кожного зі своїх основних препаратів. "Якщо у них 10 продуктів, у них 10 обладнань", - каже Янкопулос. "У нас є один процес для всіх наших препаратів. Ми макдоналдізували виробничий процес." Regeneron вже переоблаштовує один зі своїх основних виробничих заводів у Ренселер, штат Нью-Йорк, для виготовлення антитіл до Covid-19. Він може перенести велику частину свого виробництва в Ірландію для подальшого збільшення потужностей для виробництва антитіл Covid-19 у Нью-Йорку.
У великих дозах препарати можуть запобігти прогресуванню захворювання у госпіталізованих пацієнтів. При менших дозах ті ж антитіла можуть діяти як профілактичний засіб, надаючи негайний, але короткочасний імунітет лікарям та іншим працівникам першої ланки. Компанія каже, що сподівається, що до серпня вдасться виготовити 200 000 профілактичних доз на місяць. Вже інфікованим пацієнтам може знадобитися доза в 10 разів сильніша; компанія може робити близько 20 000 з них на місяць.
Кірацос каже, що довгостроковою метою є виготовлення препаратів за допомогою того, що він називає перехресно реагуючими антитілами, які були б ефективні не лише проти цього коронавірусу, але і проти інших, що вже з'явилися і ще ймовірно, будуть.
Лікування антитілами не усуне потреби у вакцині. Вони можуть бути неефективними для критично хворих пацієнтів. І як профілактичний засіб, швидше за все, препарат слід давати кожні пару місяців. Лікувати всіх людей регулярними вливаннями антитіл з високим ризиком не було б практично. Але таке лікування може допомогти громадам повернутися до звичного стану, поки вакцина не стане остаточно доступною.
за матеріалами Bloomberg
