Поскольку COVID-19 больше похож на заболевание иммунной системы, инженер из Мичигана работает с врачами, чтобы выяснить, как иммунные реакции различаются между легкими и тяжелыми случаями.
Инженер-химик, изучающий иммунную систему, приступил к работе над COVID-19, работая над вакциной, но также сотрудничая с врачами, чтобы понять детали иммунных ответов на клеточном уровне.
"Что делает одни группы более уязвимыми, чем другие? Если мы сможем это понять, это действительно поможет нам разработать более эффективные вакцины и методы лечения," сказал Фэй Вэнь, доцент кафедры химического машиностроения, который занимается проектами.
COVID-19 был описан в The Atlantic как заболевание иммунной системы из-за того, что наиболее серьезные симптомы связаны с гиперактивным иммунным ответом, а не с самим вирусом. Поэтому, чтобы понять и обуздать иммунный ответ, было бы полезно точно знать, что происходит.
В лаборатории Вэня есть машина, которая может извлекать такую информацию из крови. Ее команда использует металлические частицы, чтобы пометить около сотни различных биомаркеров – обычно белков – на отдельной клетке. Затем они пропускают каждую клетку через машину, которая разрывает ее на части и использует металлы, чтобы отсортировать, сколько каждого белка присутствовало.
Этот метод показывает не только наличие иммунных клеток, но также их количество и функциональное состояние. Наличие иммунной клетки не означает, что она находится в боевой форме. Эти снимки иммунной системы можно использовать для сравнения того, что происходит внутри человека с легкой формой COVID-19, с кем-то, кто был госпитализирован. Можно сравнить реакцию того, кто выжил, с реакцией того, кто не выживает.
Медицинский руководитель проекта – Дэниел Гольдштейн, М.D., доцент кафедры внутренней медицины Элизы Марии Мошер.
"Наши сотрудники из Michigan Medicine находятся в процессе сбора циркулирующих иммунных клеток у пациентов с COVID-19 в разных группах, включая особую группу высокого риска пациентов, которым была проведена трансплантация легких или сердца и которые вылечились от COVID-19," сказал Вэнь.
Если исследователи смогут понять детали того, чем отличаются эти иммунные ответы, можно будет подтолкнуть чрезмерные ответы к тому, чтобы они стали более похожими на эффективные. Также возможно вмешаться до того, как болезнь станет серьезной.
Помимо того, что сейчас Вэнь помогает пролить свет на COVID-19, он разрабатывает вакцину с использованием вирусоподобных частиц. В настоящее время на рынке представлены две вакцины на основе вирусоподобных частиц: от гепатита В и вируса папилломы человека (ВПЧ).
Одним из преимуществ вакцин, изготовленных из вирусоподобных частиц, является то, что их безопаснее производить и получать: ни на одном этапе производственного процесса не задействован живой вирус, если вы не посчитаете первоначальное генетическое секвенирование. Другой заключается в том, что вакцина может быть разработана для обучения иммунной системы нацеливанию на более постоянную часть мутирующего вируса. Например, сторонники вакцин с вирусоподобными частицами считают, что можно разработать вакцину против гриппа, которую нужно принимать только один раз в пять лет и которая охватывает все штаммы, циркулирующие большую часть времени.
"Одна из проблем – скорость и масштабируемость системы для создания вирусоподобных частиц," сказал Вэнь. "Невозможно сделать небольшое количество вакцины, особенно во время пандемии. Вы должны уметь производить его в больших масштабах, очень быстро. Это требует разработки конкретной сотовой системы."
Команда Вэня работает как с клетками насекомых, так и с клетками дрожжей, чтобы массово производить частицы, которые демонстрируют шипы вируса SARS-CoV-2, вызывающего болезнь COVID-19. После того, как частицы будут созданы, ее команда создаст вакцину и введет ее мышам, которые были генетически модифицированы, чтобы иметь рецептор, с которым связывается вирус SARS-CoV-2 у людей. Этот тест определит, реагируют ли мыши производством антител против вируса.