Выстрелил в лекарство

Брайс Чакериан создает вакцины по индивидуальному заказу, по одной частице за раз

Изображение на экране выглядит как ухабистый футбольный мяч, усеянный красными, зелеными и синими пятнами (и некоторыми случайными желтыми точками).

Но этот странный мяч не имеет отношения к спорту. Скорее, это новый смелый способ создать то, что вы, вероятно, получили от врача много лет назад: вакцину.

Под микроскопом эта неровная сфера размножается на множество одинаковых на изображении в оттенках серого. «Это просто оболочка вируса», - объясняет Брайс Чакериан, доктор философии.

На протяжении десятилетий эти оболочки, известные как вирусоподобные частицы или VLP, давали ему преимущество перед его противниками на их собственной территории.

Чакериан, профессор и заместитель заведующего кафедрой молекулярной генетики и микробиологии, вырос в районе залива, где его отец работал химиком в НАСА. Хотя он говорит, что наука не часто обсуждалась в их доме, Чакериан поступил в Калифорнийский университет в Беркли во время революции в молекулярной биологии в 1980-х годах.

Там он изучал генетику бактерий и, в конце концов, получил докторскую степень по микробиологии в Вашингтонском университете, изучая вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) с Джули Овербо, доктором философии. «Именно в этой лаборатории я заинтересовался в основном взаимодействием хозяина и патогена», - говорит Чакериан.

Обычно иммунная система следит за иностранными захватчиками, включая вирусы. «Вирусы - это уникальные структуры», - говорит Чакериан. «Они очень отличаются от вещей, которые есть в вашем теле». Именно благодаря их уникальной геометрии ваша иммунная система может распознавать вирус и бороться с ним.

Некоторые вирусы и патогены нашли способы скрыть свои чужеродные качества, используя «щит» из сахаров, который позволяет им избегать обнаружения или эволюционировать до того, как их узнают. «Все эти вещи имеют так называемые антигенные вариации, поэтому белки постоянно меняются, чтобы избежать иммунных реакций», - говорит Чакериан.

Итак, как победить вирус, который уже перехитрил вашу иммунную систему? Проще говоря, вы имитируете это.

Чакериан впервые узнал об этом, работая с Джоном Шиллером, доктором философии, одним из исследователей, чья работа привела к созданию вакцины против вируса папилломы человека (ВПЧ) в Национальном институте рака. «Это было захватывающее время в лаборатории, потому что они разработали эту вирусоподобную технологию частиц», - вспоминает Чакериан.

Команда Шиллера обнаружила, что избыток вирусных белков может спонтанно превращаться в частицу, которая выглядит как вирус, но не имеет инфекционных частей. Когда Чакериан начинал работу в лаборатории Шиллера, они начали использовать эти частицы для создания вакцин, в том числе от ВПЧ. «Поскольку он выглядит как вирус, - объясняет Чакериан, - если вы используете его в качестве иммуногена, он вызывает реакции антител, которые могут защитить вас от заражения вирусом».

Это было только начало того, для чего можно было использовать эту технологию.

Задаваясь вопросом, можно ли использовать эти частицы в вакцинах от других состояний, Чакериан начал добавлять к VLP вещи, которые обычно не вызывают иммунного ответа. К ним относятся части наших собственных белков, таких как CCR-5, рецептор, участвующий в ВИЧ-инфекции, или TNF-a, белок, участвующий в артрите и псориазе, которые часто лечат фармацевтически продуцируемыми антителами.

«В принципе, это работает», - констатирует Чакериан. «Мы берем небольшой кусочек TNF-a или CCR5, наносим его на поверхность VLP и затем используем эти VLP в качестве иммуногена. Вы можете получить действительно очень сильные ответы против аутоантигенов».

Насыщая VLP этими аутоантигенами, Чакериан видит более сильную продукцию антител иммунной системой, которая длится дольше, чем другие методы лечения. Это открывает двери для более эффективных вакцин против болезней, которые никто не считает предотвратимыми.

«Одна из причин, по которой мы подумали, что вакцина может быть хорошей идеей, заключается в том, что моноклональные антитела, в частности, действительно дороги, а вакцины, как правило, дешевы», - говорит Чакериан. Исследование 2018 г., опубликованное в Американский журнал управляемой помощи сообщили, что среднегодовая стоимость лечения моноклональными антителами для лечения таких заболеваний, как рак или сердечно-сосудистые заболевания, составляла около 100,000 XNUMX долларов.

«Это могло бы стать альтернативой терапии на основе моноклональных антител», - говорит он.

В 2004 году Чакериан нашел других исследователей, с которыми можно было разработать эту универсальную технологию, после того как он занял должность преподавателя в UNM. Он быстро нашел партнера в лице Дэвида Пибоди, доктора философии, который разделял интерес к этой работе и десятилетиями изучал бактериофаги - вирусы, поражающие бактерии.

Чакериан объясняет, что фаги Пибоди не только могли организовываться в VLP, но и что эти частицы было легче производить и прикреплять к ним короткие кусочки антигена. Он говорит, что это сотрудничество было важным для их работы сегодня.

«Это было здорово - мы, по сути, управляем совместной лабораторией», - объясняет Чакериан. «Всегда хорошо иметь людей, от которых можно избавиться».

Его коллективное мышление распространилось на несколько других лабораторий в других отделах университетского городка. «Работать в UNM было действительно приятно - наладить такое сотрудничество было легко», - говорит он.

Они также сотрудничают с университетами по всей стране, изучая вакцины от малярии, хламидиоза и вируса Зика, а также от высокого холестерина и рака.

Работа Чакериана и Пибоди позволила получить несколько патентов, а также новый подход к использованию VLP: открытие иммунных мишеней с использованием библиотеки потенциальных мишеней.

«Идея, лежащая в основе этой другой системы, заключается в том, что она в основном исключает весь этот процесс (проб и ошибок)», - объясняет он. «Мы можем создать эти случайные библиотеки, а затем посмотреть, какие из них лучше всего подходят для того, на что мы хотим ориентироваться».

Их ориентированная на цели платформа VLP стала основой для новой биотехнологической компании под названием Agilvax, которую Чакериан и Пибоди помогли основать и для которой они служат членами консультативного совета. В настоящее время компания использует платформу для разработки вакцины против рака груди.

Несмотря на свою многогранную карьеру, Чакериан считает, что его наследие также принадлежит следующему поколению исследователей. Он передает знания и энтузиазм, которым он научился от своих наставников, своим ученикам и техническим специалистам.

«Мне действительно повезло, что в лаборатории работало так много замечательных людей», - говорит он, добавляя, что наблюдение за их продвижением к собственной карьере было таким же полезным, как и его собственная.

Нынешняя цель Чакериана - довести вакцину до клинических испытаний, хотя он знает, что это будет непросто. «У нас есть вакцины против большинства вещей, от которых легко сделать вакцину, - объясняет он, - так что остается только самое сложное».

Хотя это, похоже, его не беспокоит - вместо этого это стимулирует его желание узнать как можно больше у экспертов, с которыми он сотрудничает, чтобы использовать свои VLP для лучшего лечения.

«Мне нравится учиться», - говорит он. «Мне нравится быть специалистом по исследованиям и разработкам - ну, скорее, R-специалистом, а не D-специалистом - это то, что мне нравится делать».