Mengapa para ilmuwan bertaruh pada hewan dan antibodi untuk penyembuhan Covid-19

Mengapa para ilmuwan bertaruh pada hewan dan antibodi untuk penyembuhan Covid-19

Kami terbiasa memikirkannya binatang dalam konteks pengujian perawatan untuk penyakit sebelum mereka dapat diuji pada manusia. Namun dalam perburuan Covid-19 antibodi, sepotong menjanjikan ilmu hewan menawarkan peneliti medial jalur unik ke depan.

Tubuh manusia melawan penyakit antibodi, protein darah yang diproduksi oleh sistem kekebalan tubuh. Tes antibodi Covid-19, juga dikenal sebagai tes serologis, mencari keberadaan antibodi sebagai cara untuk melihat apakah seseorang telah terinfeksi dengan SARS-CoV-2 (mereka saat ini tidak dapat menentukan apakah seseorang kebal terhadap Covid- 19).

Mempelajari antibodi dari orang-orang yang telah pulih dari penyakit membantu para peneliti mengembangkan obat yang kemudian dapat mereka berikan kepada orang-orang – memberi mereka dorongan yang membantu melawan penyakit. Dan dalam perjalanan panjang menuju pengobatan yang lebih baik, beberapa ilmuwan mengandalkan hewan untuk membantu memberikan terapi antibodi yang lebih baik.

Penelitian pada hewan, terkait dengan antibodi, mengambil beberapa bentuk berbeda. Dalam beberapa kasus, hewan – yaitu sapi – membantu peneliti menumbuhkan antibodi manusia, yang dapat digunakan untuk mengobati orang. Tetapi penelitian lain tentang antibodi unik hewan juga membantu para peneliti lebih baik memahami cara kerja sistem kekebalan tubuh manusia.

Perbedaan penting antara keduanya adalah bahwa antibodi manusia yang berkembang mungkin segera bermanfaat dalam mengobati orang dengan dan berisiko terhadap Covid-19, sementara yang kedua berfokus pada pemahaman jangka panjang dan pengembangan pengobatan.

Hewan yang membantu peneliti menumbuhkan antibodi manusia:

Sapi muda membantu manusia menumbuhkan lebih banyak antibodi.

Saat membuat perawatan antibodi, hal pertama yang perlu dilakukan peneliti adalah mendapatkan sampel antibodi yang dibuat oleh orang yang terinfeksi. Kemudian, mereka memancing melalui sampel untuk antibodi efektif yang dapat melawan virus. Untuk benar-benar membuat pengobatan yang dapat membantu orang, para ilmuwan harus menggunakan bioreaktor untuk menghasilkan lebih banyak antibodi tersebut.

Proses DARPA untuk pembuatan terapi antibodi.DARPA 2020

Sebagai pengganti bioreaktor tradisional, yang merupakan jenis kapal apa pun yang memfasilitasi kehidupan organik, beberapa peneliti menggunakan sapi yang dimodifikasi secara genetik.

Protein yang membantu manusia membuat antibodi telah dimasukkan ke dalam sapi, yang dikembangbiakkan oleh sebuah perusahaan bernama SAb Biotherapeutics.

"Mereka dapat membuat antibodi sepenuhnya manusia," William Klimstra memberitahu Terbalik. Klimstra adalah seorang profesor imunologi di University of Pittsburgh yang telah bekerja pada pengujian efektivitas antibodi yang diproduksi sapi terhadap Covid-19.

SAb Biotherapeutics menggunakan kawanan sapi perah yang dimodifikasi ini untuk mempelajari berbagai penyakit menular, Klimstra mengatakan Terbalik. Setelah sapi diimunisasi oleh suatu penyakit, para peneliti mengambil sampel dari antibodi hewan dan mengurai antibodi manusia. Dari sana, mereka dapat mulai mengembangkan perawatan berbasis antibodi untuk manusia.

Sapi menghasilkan apa yang disebut poliklonal antibodi, yang mengunci lebih dari satu bagian virus. Itu bisa membuat mereka sangat efektif dalam memerangi penyakit seperti Covid-19.

Sapi perah yang dimodifikasi secara genetik memproduksi antibodi manusia di satu perusahaan biotek. Sapi perah ini tidak dimodifikasi.Getty Images

Plus, itu membantu bahwa sapi itu besar, membiarkan peneliti mengambil banyak sampel dari mereka.

“Sapi benar-benar menghasilkan banyak protein, dan Anda dapat mengambil banyak darah dari mereka, sehingga Anda bisa mendapatkan lebih banyak antibodi,” jelas Klimstra.

Untuk saat ini, tim Klimstra sedang menguji efektivitas antibodi itu pada hewan lain: hamster, musang, dan monyet hijau Afrika. Di masa depan, setelah terbukti aman dan efektif, tes akan dilakukan pada manusia – mungkin pada awal musim panas ini.

Karena antibodi yang pada akhirnya digunakan adalah sama dengan yang dibuat manusia, ada kemungkinan lebih baik mereka bekerja pada manusia, kata Klimstra.

Gagasan bahwa antibodi manusia paling dapat diandalkan digaungkan oleh para peneliti di Defense Advanced Research Project Agency Agency, yang telah mulai menguji terapi antibodi pada manusia.

Selama konferensi pers minggu ini, manajer program bioteknologi DARPA Amy Jenkins diceritakan Terbalik bahwa karena antibodi manusia beredar secara alami melalui tubuh, ada kemungkinan lebih kecil bahwa tubuh akan mengenalinya sebagai benda asing.

Perawatan antibodi manusia cenderung "lebih kuat," kata Jenkins. "Karena kita dapat menemukannya dengan cepat, kita pergi dengan itu."

Hewan yang menjelaskan fungsi sistem kekebalan:

Meski begitu, mempelajari antibodi hewan memiliki potensi untuk memberikan peneliti wawasan penting tentang sistem kekebalan tubuh manusia. Dalam beberapa bulan terakhir, telah muncul bukti yang menunjukkan bahwa manusia dapat belajar dari hewan termasuk llama dan trenggiling untuk memberi tahu kita lebih baik tentang reaksi sistem kekebalan tubuh.

Llamas memiliki antibodi unik yang membuat penasaran para peneliti tahun: Sementara manusia hanya memiliki satu jenis antibodi, llama memiliki dua jenis. Tipe kedua dikenal sebagai “domain tunggal"Antibodi, atau nanobody, dan sekitar seperempat dari ukuran antibodi manusia. Ukuran mereka membuat mereka lebih efektif menetralisir virus.

Antibodi unik Llamas dapat menetralkan flu, HIV, dan Covid-19.JUAN MABROMATA / AFP / Getty Images

Ini nanobodies menghentikan llamas agar tidak sakit karena penyakit tertentu, termasuk HIV dan influenza. Mereka juga dapat menetralkan coronavirus, menurut penelitian baru.

Dengan menggabungkan nanobodi bersama, para peneliti merekayasa nanobody yang lebih baik dalam mengunci virus SARS-CoV-2. Dalam tes, ini menghambat coronavirus dalam kultur sel, para peneliti melaporkan pada 28 Mei belajar dalam jurnal Sel.

Trenggiling – bersisik, mamalia yang terancam punah, dan kehidupan nyata Sandshrews – Juga memiliki respon imun yang aneh terhadap penyakit tertentu. Ini dapat membantu manusia mengembangkan cara untuk meredam kasus ekstrim Covid-19.

Mamalia bersisik membantu para peneliti memahami respon imun terhadap Covid-19.JIMIN LAI / AFP / Getty Images

Salah satu cara Covid-19 dapat membuat orang sakit terutama adalah sistem kekebalan manusia bisa bereaksi berlebihan, menyebabkan apa yang dikenal sebagai a badai sitokin. Pada trenggiling, responsnya lebih lemah, sehingga meskipun hewan dapat membawa Covid-19, mereka tidak menjadi sangat sakit, para peneliti melaporkan pada 8 Mei belajar.

Respon kekebalan manusia yang terlalu aktif memang "menyebabkan lebih banyak kerusakan daripada virus itu sendiri," penulis penelitian Leopold Eckhart diceritakan Terbalik. Jadi, jika manusia mampu meniru trenggiling dengan obat-obatan, itu dapat mengurangi badai sitokin yang merusak, yang terjadi pada sebanyak 15 persen pasien Covid-19.

Manusia membutuhkan terapi antibodi – Beberapa uji klinis terapi antibodi, seperti vaksin, sudah berlangsung. Di masa depan, terapi ini mungkin sangat membantu bagi manusia yang membutuhkan dorongan untuk membantu mereka melawan Covid-19.

Para peneliti di DARPA dan di tempat lain bekerja di bawah timeline crunch untuk mendapatkan perawatan yang aman dan efektif. Menemukan dan membuat antibodi adalah proses yang bisa memakan waktu bertahun-tahun – tetapi dalam berurusan dengan Covid-19, para peneliti telah berhasil menurunkannya menjadi 90 hari, kata Jenkins dari DARPA.

"Itu rekor kecepatan," kata Jenkins. Penggunaan pada manusia dapat dimulai sejak musim gugur, dalam apa yang disebut "penggunaan penuh kasih," pada pasien yang hidupnya dapat diselamatkan oleh obat. Orang-orang itu bisa termasuk petugas kesehatan garis depan dan orang-orang di panti jompo.

Pada saat yang sama, menanggapi Covid-19 juga meletakkan dasar untuk selanjutnya, wabah penyakit besar yang tak terhindarkan.

"Tidak terdengar terlalu pesimistis, tetapi ini akan terjadi lagi," kata Jenkins. "Ini adalah kesempatan belajar bagi kita, (jadi) lain kali kita bisa bergerak lebih cepat."