מחקר חדש: קוקטייל נוגדנים שהופק מלאמות – למאבק בנגיף הקורונה

נשיא ארצות הברית, דונלד טראמפ, שנדבק בקורונה, קיבל בין היתר מנה מתרופה ניסיונית המורכבת מקוקטייל נוגדנים המפותח על ידי חברת התרופות רג'נרון (Regeneron). התרופה, המכונה REGN-COV2, מבוססת על כמות גדולה מאוד של שני נוגדנים מלאכותיים נגד חלבון הספייק הממוקם על גבי מעטפת הנגיף.

התרופה עדיין לא אושרה על ידי מנהל המזון התרופות והאמריקני (FDA) לשיווק לציבור הרחב. הטיפול נחשב ליעיל ביותר עבור חולים שמקבלים אותו בשלב מוקדם של המחלה, וככל הנראה במקרה של טראמפ הוא שהצליח להציל את חייו. אלא שמתן כמות כה גדולה של נוגדנים, כפי שקיבל הנשיא האמריקני, אינו מהווה פתרון מעשי עבור רוב החולים: חברות התרופות אינן מסוגלות לעמוד בהליכי הייצור, והעלות לכל חולה עשויה להסתכם במאות אלפי דולרים.

שני צוותי מחקר, בראשות החוקר האמריקני יי שי מאוניברסיטת פיטסבורג וד"ר דינה שניידמן מבית הספר להנדסה ולמדעי המחשב וביוכימיה באוניברסיטה העברית בירושלים, פיתחו טכנולוגיה לזיהוי ננו-נוגדנים בעזרת פרוטאומיקה (חקר חלבונים בגוף). הטכנולוגיה פותחה לפני התפשטות הקורונה ברחבי העולם, ולאחר התפרצות הנגיף האמינו החוקרים כי היא עשויה להיות יעילה מספיק כדי להוביל לפריצת דרך מדעית.

במהלך מחקרי בן כשלושה חודשים הצליחו החוקרים להפיק במהירות אלפי ננו-נוגדנים לספייקים של הקורונה, עם ספציפיות ויכולת ניטרול של הנגיף בשיעורים גבוהים מאוד. באמצעות שיטות חישוביות למידול מבני שפיתחו בקבוצה של ד"ר שניידמן, מיפו החוקרים את המיקום המדויק של כל ננו-נוגדן על פני הספייקים של נגיף הקורונה. מיפוי זה העלה, כי ננו-נוגדנים יכולים להשתמש בשפע של מנגנונים חדשים ומתקדמים לחסימת הדבקה בנגיף. המידע נחשף לראשונה לפני מספר ימים בכתב העת המדעי Science.

כדי להפיק את הננו-נוגדנים נעזרו החוקרים בלאמה בשם וולי (wally) מחוות אלפקות במסצ'וסטס שבארצות הברית. החוקרים עשו שימוש בחתיכה של חלבון ספייק מנגיף הקורונה כדי לחסן את הלאמה השחורה. בחלוף כחודשיים, המערכת החיסונית שלה ייצרה ננו-נוגדנים כנגד הנגיף.

הבחירה של החוקרים בלאמה הייתה לא מקרית. בעלי החיים ממשפחת הגמליים – גמלים, לאמות, אלפקות, ויקוניות וגואנקות – מייצרים נוגדנים דומים לאלו של בני אדם, ובמקביל גם נוגדנים קטנים יותר, שמשקלם המולקולרי כחצי משל נוגדנים אנושיים. הנוגדנים הקטנים הללו מסוגלים להגיע לאזורים שאינם נגישים לנוגדנים גדולים כמו של בני אדם, ולפעול בצורה יעילה יותר.

המשימה המורכבת שעמדה בפני החוקרים הייתה לזהות בתוך הננו-נוגדנים שנמצאו את אלה עם יכולת הניטרול הטובה ביותר של נגיף הקורונה. הם ביצעו בדיקה גם על גמלים, שכידוע חיים כיום בשלום עם נגיף ה-MERS, "בן דוד" של הקורונה, וגילו כי גם הם ייצרו כמות נרחבת של ננו-נוגדנים נגד הנגיף במהירות יחסית.

"במחקר הזה ביקשנו לבדוק את טיבם של הננו-נוגדנים, לאחר שהנוגדנים הרגילים הובילו לתוצאות ראשוניות מבטיחות כשהוענקו לבני אדם שחלו בקורונה", מסבירה ד"ר שניידמן. "מאידך, עלות יצירתם של הנוגדנים הייתה מרקיעת שחקים וכמות ייצורם הייתה מוגבלת. במחקר הזה גילינו שהננו-נוגדנים, הקטנים בהרבה מנוגדנים אנושיים, בעלי פעילות אנטי-ויראלית מבטיחה ביותר כנגד נגיף הקורונה. הם עוצרים את התקדמות הווירוס, לא מאפשרים לו להיכנס לתאי הריאות ונותנים למערכת החיסונית זמן בשביל לפעול ולהילחם בנגיף".

ד"ר שניידמן מציינת, כי מחיה אחת אפשר להפיק אלפי ננו-נוגדנים. לדבריה, הקושי היה לזהות את הנוגדנים שמנטרלים את הנגיף בצורה יעילה, שכן בעבר אותרו ננו-נוגדנים שנקשרו לספייקים של הקורונה אך התנתקו מהם במהירות ולא מנעו מנגיפים אלו להדביק תאים.

החוקרים ביצעו מיפוי מבני מדויק לננו-נוגדנים שנוצרו בחיות שנחקרו. מיפוי זה אפשר לבצע הנדסה של קוקטייל ננו-נוגדנים חדש, המסוגל לכסות את הספייקים של הקורונה במספר מקומות, ובכך למנוע מהווירוס לפתח עמידות לנוגדנים בעזרת מוטציות. בשיתוף פעולה עם פרופ' פול דופרקס, מנהל המרכז לחקר חיסונים של פיטסבורג (CVR), חשפו החוקרים את קוקטייל הננו-נוגדנים שנוצרו לנגיף. הם מצאו, כי שימוש בחלק קטן מהננו-גרם (1/1000000000 gram) של התרופה מנטרל חלקיקים נגיפיים המספיקים להדבקת מיליון תאים אנושיים – כלומר, מינון נמוך שלהם מספיק כדי לנטרל את וירוס הקורונה.

במהלך המחקר נמצא יתרון נוסף בשימוש בקוקטייל הננו-נוגדנים החדש. מעבר לכך שלא צריך להשקיע כסף רב וזמן בייצור מספר רב של נוגדנים כבעבר, החוקרים סבורים כי בטיפול פוטנציאלי עתידי ניתן יהיה לשאוף את הננו-נוגדנים הללו ישירות לריאות, ללא צורך בעירוי. באמצעות שימוש במכשיר אינהלציה פשוט, מצאו החוקרים כי הננו-נוגדנים שורדים בשלמותם ונשארים פעילים גם אחרי המעבר דרך המכשיר.

לעובדה זו משמעות בלתי מבוטלת לניהול חיים בצל שגרת הקורונה: כל מי שמרגיש לא טוב, וחושש שנדבק בנגיף, יוכל לגשת לבית מרקחת ולקבל מכשיר ננו-נוגדנים נגד קורונה שיסייע בהחדרת הקוקטייל לריאותיו. כך ניתן יהיה לוותר על ההגעה לבית חולים, ולהקל על העומס הכבד המוטל על מערכת הבריאות.

קוקטייל הננו-נוגדנים נמצא כעת בשלב הניסויים הפרה-קליניים על חיות. "בינתיים התוצאות של הבדיקות האלה מבטיחות, אבל אנחנו רק בתחילת הדרך", מדגישה ד"ר שניידמן. "טיפול כזה יכול להיות מציל חיים אם ניתן בשלב מוקדם של המחלה לחולה בקבוצת סיכון. זה טיפול שיהיה ניתן לעשותו, מהיר ונוח. אנשים שייחשפו לחולים מאומתים יוכלו להשתמש בטיפול הזה גם בתור טיפול פרופילקטי (מונע)".