Експериментальна терапія може призвести до створення універсального противірусного препарату

У журналі Science Translational Medicine описано експериментальну противірусну терапію широкого спектру дії: набір із 10 генів, індукованих інтерфероном (ISG), доставляється до клітин через мРНК у ліпідних наночастинках. Це короткочасне «ввімкнення» противірусних білків зупинило реплікацію вірусів у клітинній культурі та послабило захворювання у хом'яків та мишей, інфікованих грипом та SARS-CoV-2. Ефект триває приблизно 3-4 дні та призначений для швидкого захисту від спалахів невідомих вірусів.

Передісторія

Навіщо взагалі «універсальний» противірусний препарат?
Класичні ліки та вакцини зазвичай спрямовані на певний вірус та/або штам. Це залишає «прогалину» в перші тижні спалахів нових патогенів та коли з'являється резистентність. Тому зростає інтерес до противірусних препаратів, спрямованих на хазяїна — препаратів, які активують або коригують власні захисні шляхи хазяїна і таким чином забезпечують широкий спектр дії. Такі підходи потенційно важче обійти мутації вірусу, і вони можуть працювати, доки не стануть доступні цільові ліки та вакцини.

Захист інтерфероном та ISG є природним «щитом» клітини.
Інтерферони I типу запускають експресію сотень генів, індукованих інтерфероном (ISG), чия спільна робота пригнічує вірус на різних стадіях життєвого циклу. Для багатьох ISG механізми відомі (MxA, OAS/RNase L, IFIT тощо), для деяких вони все ще вивчаються, але принцип «багатофакторної стіни» добре відомий. Ідея «тимчасового ввімкнення» ядра цієї програми синтетичним шляхом видається логічною.

«Експеримент» з людиною: дефіцит ISG15.
Спостереження за людьми зі спадковим дефіцитом ISG15 підказали центральну гіпотезу нової роботи: у клітинах людини відсутність ISG15 усуває інгібування регулятора USP18 і призводить до тривалого сигналу IFN-I; такі клітини демонструють підвищену стійкість до низки вірусів (у культурі та первинних клітинах). Це відрізняється від мишей і підкреслює видову специфічність мережі інтерферонів.

Чому саме «коктейль» мРНК з кількох ISG?
Окремі ISG діють на різні вузли вірусного циклу; комбінація кількох генів теоретично забезпечує адитивний/синергетичний бар'єр і зменшує ймовірність «прослизання» вірусу. Прецеденти широкого противірусного потенціалу окремих ISG вже описані, але паралельна експресія «десятків» ключових ISG – це спроба наблизити клітину до фізіологічного стану «готовності до інтерферону» без системного введення IFN та його побічних ефектів.

Доставка в легені: чому це складно та актуально.
Для респіраторних вірусів оптимальним є локальний захист у дихальних шляхах. Ліпідні наночастинки (ЛНЧ) є перевіреною платформою для доставки мРНК, але інтраназальний/інгаляційний шлях має особливі вимоги: стабільність під час аерозолізації, проходження через слиз та поверхнево-активну речовину, «налаштування» складу (наприклад, ПЕГ-ліпід) та шляху введення. Це активно вивчається в останні роки.

Чим ця нова робота відрізняється від попередніх?
Автори, опубліковані в Science Translational Medicine, зібрали коктейль з кількох мРНК з 10 ISG в одній формулі LNP, ввели його локально в дихальні шляхи гризунів і продемонстрували короткочасний (≈3–4 дні) широкий спектр «антивірусного стану» проти грипу та SARS-CoV-2 — як профілактично, так і з терапевтичним ефектом у моделі. Концептуально це місток до перших днів спалаху, поки специфічної терапії немає.

Обмеження підходу та питання на майбутнє.
Це все ще доклінічний процес (клітини, миші, хом'яки); необхідні оптимізація доставки до легень, вивчення токсикології, частоти «підзарядки» захисту без надмірного запалення та сумісності з формуванням адаптивного імунітету. Галузь, спрямована на хазяїна, активно розвивається, але вимагає делікатного балансу ефективності та безпеки.

Ідея, натхненна рідкісним імунним дефектом

Основою є спостереження за людьми з дефіцитом ISG15: їхній шлях інтерферону I типу хронічно слабо активований, а їхні клітини напрочуд стійкі до багатьох вірусів. Команда Дюшана Богуновича вирішила не вимикати ISG15 (що мало б десятки побічних ефектів), а вибірково «вмикати» десяток ключових ISG, які забезпечують основний противірусний захист.

Як працює прототип

• Одна ліпідна наночастинка містить 10 мРНК, що кодують вибрані ISG.
• Після потрапляння в клітини вони протягом кількох годин або днів синтезують десять «охоронців» вродженого імунітету, створюючи тимчасовий противірусний стан.
• Ключова ідея: низька доза та коротка експресія → менше запалення, ніж у людей з вродженим дефектом ISG15, але достатньо, щоб стримувати вірус.

Що було показано в роботі

• In vitro: захист клітин від різних вірусів; автори «ще не знайшли вірусу, який би прорвався» крізь такий бар'єр (обережно: йдеться про культуру клітин).
• In vivo (гризуни): при профілактичному введенні у вигляді крапель «у легені через ніс» препарат зменшував реплікацію та тяжкість захворювання під час грипу та інфекції SARS-CoV-2.
• Тривалість: приблизно 3-4 дні захисту; автори позиціонують це як «місток» для груп ризику (медичні працівники, будинки для людей похилого віку, сім'ї пацієнтів) у перші дні спалаху.

Чому це важливо?

Більшість противірусних препаратів і вакцин специфічні для одного патогену. Підхід, що базується на генах, залежних від господаря, пропонує можливість широкого спектру дії — навіть коли патоген ще не ідентифікований. Водночас тимчасова активація вродженого захисту не перешкоджає формуванню пам'яті (адаптивного імунітету) до самого вірусу.

Обмеження та відкриті питання

• Поки що це доклінічний етап: клітини, миші, хом'яки. Ще є шлях, яким потрібно охопити людей.
• Доставка до легень є вузьким місцем: нам потрібно покращити ефективність потрапляння наночастинок до потрібних клітин.
• Вікно ефективності та безпеки: наскільки стабільний ефект проти різних штамів та родин вірусів? Як часто можна «підзаряджати» захист без надмірного запалення?
• Конфлікт інтересів та інтелектуальна власність: заявка на патент на комбінацію 10 ISG (Медична школа Ікана на горі Синай) та участь автора у стартапі Lab11 Therapeutics.

Контекст: Чому це взагалі «працює» саме так?

У людей з дефіцитом ISG15 клітини демонструють посилену програму відповіді на інтерферон та не мають підвищеної вразливості до вірусів (на відміну від мишей). Ці спостереження лягли в основу гіпотези: шляхом помірного та короткочасного ввімкнення «ядра» інтерферонового захисту (10 ISG) можна отримати універсальний бар'єр без хронічного запалення.

Що далі?

Автори називають цю технологію кандидатом на «перші дні» наступної пандемії — універсальний щит, поки світ розробляє цільові вакцини та ліки. Негайні кроки полягають у оптимізації доставки, оцінці токсикології та тривалості захисту, а потім обговоренні ранніх випробувань на людях. Масштабне впровадження вимагатиме незалежних реплікацій та регуляторного діалогу.

Джерело: стаття в журналі Science Translational Medicine (13 серпня 2025 р.) та прес-реліз Медичного центру Колумбійського університету. DOI: 10.1126/scitranslmed.adx57