У тихоходок нашли еще одну суперспособность — их белок может сохранять лекарства без заморозки
О тихоходках уже пора сочинять мифы и легенды. Ими стреляли из пушки, они пережили аварийную посадку лунного зонда, могут жить без воды, выдерживать радиацию, пережить замораживание и скорее всего останутся на Земле после того, как на ней погибнет вся остальная жизнь. Исследователи из Университета Вайоминга сосредоточились на одном из ключевых навыков выживания тихоходок — ангидробиозе. Команда полагала, что способность животного входить в обратимую анабиоз при столкновении с экстремальной потерей воды из клеток может обеспечить такое же стабильное сухое хранение биологических лекарств, которое в противном случае потребовало бы охлажденной среды.
Биопрепараты — вакцины, антитела, стволовые клетки, кровь и другие продукты крови — получают из живых организмов и требуют холодных условий хранения, чтобы предотвратить расщепление белка и его разрушение при нагревании. Одним из факторов, который опирается на эту непомерно сложную инфраструктуру холодовой цепи, является человеческий фактор свертывания крови (коагуляции) VIII (FVIII), который, среди его терапевтических применений, лечит генетические заболевания, такие как гемофилия А, а также заболевания с тяжелыми физическими травмами и кровотечениями.
Используя специфический белок и сахар, которые микроскопический водяной медведь производит при ангидробиозе, исследователи обнаружили, что вещество может предложить аналогичную защиту от высыхания FVIII. Это означает, что биологический препарат может быть обезвожен, а затем регидратирован для использования без потери своих природных качеств. Более того, их исследование показывает, что FVIII оставался стабильным в течение 10 недель в обработанной форме.
«В слаборазвитых регионах во время стихийных бедствий, во время космических полетов или на поле боя доступ к холодильникам и морозильникам, а также достаточное количество электроэнергии для работы этой инфраструктуры может быть в дефиците, — пояснил Томас Бутби, доцент кафедры молекулярной биологии в Университете Вайоминга. — Наша работа служит доказательством того, что мы можем стабилизировать фактор VIII и, вероятно, многие другие фармацевтические препараты в стабильном, сухом состоянии при комнатной или даже повышенных температурах с использованием белков тихоходок — и, таким образом, обеспечить жизненно важные лекарства для всех и в любых условиях».
Используя виды тихоходок Hypsibius dujardini, команда усовершенствовала лечение, основанное на изобилии цитозольных теплорастворимых белков (CAHS) и сахарной трегалозе. В частности, белок CAHS D защищает ферменты в обезвоженном состоянии, образуя гелеобразные филаменты, чтобы сохранить неповрежденной клеточную структуру животного. Когда гидратация возвращается, филаменты отступают, не вызывая клеточного стресса.
Принимая во внимание биофизические свойства CAHS D и трегалозы, команда смогла стабилизировать FVIII, открыв дверь для разработки новой технологии транспортировки и хранения для всего спектра биологических препаратов.
«Это исследование показывает, что методы сухого консервирования могут быть эффективными для защиты биологических препаратов, предлагая удобные, логистически простые и экономически выгодные средства стабилизации жизненно важных лекарств, — отметил Бутби. — Наша разработка будет полезна не только для глобальных инициатив в области здравоохранения в отдаленных или развивающихся частях мира, но и для развития безопасной и продуктивной космической экономики, которая будет опираться на новые технологии, устраняющие нашу зависимость от охлаждения для хранения лекарств, продуктов питания и другие биомолекул».