Миниатюрные белки, известные как нанотела, вырабатываемые верблюдами, ламами и альпаками, демонстрируют значительный потенциал в лечении таких серьезных заболеваний мозга, как болезнь Альцгеймера и шизофрения. Эти уникальные молекулы могут предложить новый мощный подход к терапии, воздействуя на клетки мозга более эффективно и вызывая при этом меньше побочных эффектов, как показывает исследование, опубликованное 5 ноября в журнале Trends in Pharmacological Sciences. Ученые также обозначили необходимые шаги для безопасного тестирования этих методов лечения на людях.
Филипп Рондар, соавтор исследования из Национального центра научных исследований (CNRS) во французском Монпелье, отмечает: «Нанотела верблюдовых открывают новую эру биологических методов лечения заболеваний мозга и кардинально меняют наше представление о терапевтических подходах». Ученый добавляет: «Мы полагаем, что они могут сформировать новый класс лекарств, занимающий промежуточное положение между обычными антителами и малыми молекулами».
Нанотела впервые были обнаружены в начале 1990-х годов бельгийскими учеными, которые изучали иммунную систему верблюдовых. Они выяснили, что помимо стандартных антител, состоящих из двух тяжелых и двух легких цепей, эти животные также производят более простую версию, образованную только тяжелыми цепями. Небольшой активный фрагмент этих антител — теперь известный как нанотела — составляет примерно одну десятую часть размера типичных антител. Эти уникальные молекулы не были замечены у других млекопитающих, хотя встречаются у некоторых хрящевых рыб.
В то время как препараты на основе антител широко используются для лечения рака и аутоиммунных заболеваний, их эффективность в борьбе с расстройствами мозга оставалась ограниченной. Даже немногие антитела, демонстрирующие некоторую пользу, например, в терапии болезни Альцгеймера, часто сопряжены с нежелательными побочными эффектами. Исследователи подчеркивают, что компактная структура нанотел дает им явное преимущество. Их меньший размер позволяет им пересекать гематоэнцефалический барьер и более эффективно воздействовать на целевые объекты, что может привести к улучшению результатов при меньшем количестве нежелательных реакций. Предыдущие исследования уже показали, что нанотела восстанавливают нормальное поведение у мышиных моделей шизофрении и других неврологических расстройств.
«Это высокорастворимые небольшие белки, способные пассивно проникать в мозг», — поясняет Пьер-Андре Лафон, также соавтор исследования из CNRS. Он подчеркивает, что «в отличие от них, низкомолекулярные препараты, разработанные для преодоления гематоэнцефалического барьера, по своей природе гидрофобны, что ограничивает их биодоступность, увеличивает риск нецелевого связывания и связано с побочными эффектами». Помимо уникальных биологических свойств, нанотела проще в производстве и очистке, чем традиционные антитела. Их также можно точно спроектировать и настроить для воздействия на конкретные молекулы в мозге.
Прежде чем препараты на основе нанотел смогут быть протестированы в клинических испытаниях на людях, необходимо выполнить несколько ключевых шагов. Исследовательская группа отмечает, что токсикологические исследования и долгосрочные оценки безопасности имеют крайне важное значение. Также необходимо понять влияние хронического применения и определить, как долго нанотела остаются активными в мозге — это важный шаг для разработки точных стратегий дозирования.
«Что касается самих нанотел, необходимо также оценить их стабильность, подтвердить правильность их сворачивания и убедиться в отсутствии агрегации», — указывает Рондар. Он добавляет: «Потребуется получить нанотела клинического качества и стабильные формулы, которые сохраняют активность при длительном хранении и транспортировке». Лафон дополняет, что «наша лаборатория уже начала изучать эти параметры для нескольких нанотел, проникающих в мозг, и недавно показала, что условия лечения совместимы с хронической терапией».
Данное исследование было поддержано Национальным центром научных исследований (CNRS), Национальным институтом здравоохранения и медицинских исследований (INSERM), Университетом Монпелье, Французским национальным исследовательским агентством (ANR-20-CE18-0011; ANR-22-CE18-0003; ANR-25-CE18-0434), Фондом медицинских исследований (FRM EQU202303016470 и FRM PMT202407019488), LabEX MAbImprove (ANR-10-LABX-5301), Proof-of-concept Rе́gion Occitanie, а также Агентством по передаче технологий SaTT AxLR Occitanie.
