Lama Nanokorları, COVID-19'a Karşı Güçlü Bir Silah Olabilir!

Pittsburgh Tıp Fakültesinden araştırmacılar, lamalardan alınan küçücük ama oldukça etkili SARS-CoV-2 antikor parçacıklarından, COVID-19'un tedavisi ve önlenmesinde kullanılabilecek, solunabilir bir tedavi yöntemini Science dergisinde tanıttılar.

Nanokor denen bu özel lama antikor parçaları, insan antikorlarından çok daha küçük olmalarına rağmen SARS-CoV-2 virüsünü nötralize etme konusunda defalarca kat daha etkililer ve çok daha stabil yapıdalar.

Nanokorlar ilk olarak 1990'ların başında, Hamers-Casterman ve arkadaşlarının devegillerde bulunan yeni tip bir antikoru keşfetmesi ile bulundu. Bu antikorlar, tipik antikorların aksine iki ağır ve iki hafif zincirden değil, yalnızca ağır zincirlerden oluşuyordu. Yeni keşfedilen bu antikorlara "sadece ağır zincirden oluşan antikor" (İng.: "heavy chain only antibody" ya da kısaca "HcAb") adı verildi. HcAb'lerde antijen ile bağ yapacak ufak kısım ise, doğru tahmin ettiniz, nanokorlardı.^[1]

Tıpkı antikorlar gibi antijenlere karşı etkinlik gösteren nanokorların, antijenlerden çok daha küçük olması, dokular arasında hücrelere kolayca yayılabilmelerini ve böylece daha etkili olmalarını sağlıyordu. Bunun yanında antikorların aksine immün tepkimelere yol açmamaları, zorlu koşullarda yapılarının bozulmaması ve düşük maliyetle elde edilebilir olmaları onları kanser, enfeksiyon hastalıkları, Alzheimer ve Parkinson gibi nörodejeneratif hastalıklar ve enflamatuvar hastalıkların tanı ve tedavisinde gözde bir konuma taşıdı.^[1]

NCBI

Pittsburgh Üniversitesinde hücre biyolojisi dalında öğretim üyeliği yapan Yi Shi şunları söylüyor:

Doğa bizim en büyük kaşifimiz. Geliştirdiğimiz teknoloji SARS-CoV-2'yi etkisiz hale getiren nanokorları eşi benzeri görülmemiş bir skalada tarıyor ve bu da bizim rakipsiz bir özgüllük ve bağlanma gücüne sahip binlerce nanokoru hızlı bir şekilde keşfetmemizi sağladı.

Shi, bu nanokorları -Shi'nin siyah labradoruna çok benzediğinden onunla aynı adı almış olan- Wally adlı siyah lama sayesinde üretti. Shi ve ekibi ilk olarak bir SARS-CoV-2 rekombinant diken proteini ile lamayı aşılayarak ona bağışıklık kazandırdı, iki aylık bir sürenin ardından da hayvanın bağışıklık sistemi virüse karşı olgun nanokorlar üretti.

NCBI

Araştırmanın başyazarı ve Shi'nin laboratuvarında araştırma asistanı olan Yufei Xiang, Shi'nin üç yıldır geliştirmekte olduğu kütle spektrometresini temel alan bir tekniği kullanarak Wally'nin kanında SARS-CoV-2 ile en kuvvetli şekilde bağ kuran nanokorları tespit etti.

Daha sonra üniversitenin Aşı Araştırma Merkezinin yardımıyla araştırmacılar bu nanokorları aktif SARS-CoV-2 virüslerine maruz bıraktılar. Bunun sonucunda nanokorların bir nanogramdan daha küçük bir miktarının bile bir milyon hücreyi enfekte olmaktan kurtarmaya yetecek kadar virüsü nötralize edebildiğini gözlemlediler.

Bu nanokorlar SARS-CoV-2 virüsüne karşı elimizdeki en etkili antikor tedavi adaylarından biri. Yıllardır insan monoklonal antikorlarını bulmak için kullanılan aynı bakteriyofaj sergileme metotlarıyla keşfedilen diğer lama nanokorlarından yüz ile bin kat arası daha etkililer.

Shi ve ekibinin keşfettiği nanokorlar oda sıcaklığında 6 hafta boyunca saklanabiliyor ve akciğerlere, yani en çok ihtiyaç duyuldukları yere iletilmek üzere solunabilir bir buhar halinde tedavide kullanılabiliyor. SARS-CoV-2 bir solunum yolu virüsü olduğundan, nanokorlar bu virüsler daha zarar vermeye fırsat bulamadan onları solunum sisteminde bulup üzerlerine tutunabilir.

Yaygın bilinen SARS-CoV-2 antikorlarının ise bunun aksine, vücuda intravenöz yolla yani damardan verilmesi gerekiyor. Bu işlem, antikorlar vücuda yayılarak seyrek hale geldiği için çok daha büyük dozlar gerektiriyor ve hastalar ile sigortacılara tedavi başına yaklaşık 100.000 dolara mal oluyor. Shi, şöyle söylüyor:

Nanokorların çok daha az masraflı olma potansiyeli var, bu sebeple yaşadığımız krizin büyüklüğü ve gerektirdiği aciliyet düşünüldüğünde çok daha uygunlar.

Ayrıca nanokorların insan antikorlarına bir miktar benzerlik göstermesi, vücudumuzun bu maddeleri yabancı ilan edip onlara savaş açma ihtimalini azaltıyor.^[1]

Pittsburgh Üniversitesinden Dr. Chang Zhang ve Jerusalem Hebrew Üniversitesinden Dr. Dina Schneidman-Duhovny ile yaptıkları işbirliği sayesinde araştırma ekibi nanokorlarının SARS-CoV-2 enfeksiyonunu önlemek için çeşitli mekanizmalar kullandığını keşfetti. Bu durum nanokorları biyomühendislik için elverişli hale getiriyor. Örnek olarak SARS-CoV-2 virüsünün bir kısmının mutasyona uğraması ve ilaç direnci kazanması olasılığına karşı virüsün farklı bölgelerine bağlanan nanokorlar bir İsviçre çakısı gibi bir araya getirilebilir.

NCBI

Aşı Araştırma Merkezinin direktörü ve çalışmanın yardımcı yazarlarından Dr. Paul Duprex şöyle diyor:

Bir virolog olarak lamaların antikor üretiminin acayipliğinden yararlanılarak klinik ortamda izole edilmiş SARS-CoV-2'ye karşı etkili bir nano-silahın nasıl yaratıldığını görmek inanılmaz bir şey.