”Vi hoppas kunna testa behandling av covid-19 patienter i en pilotstudie”

Här beskrivs aktuella forskningsprojekt i Johanssons och Risings forskargrupper relaterade till covid-19. Bland annat handlar det om att utveckla surfaktantproteiner syntetiskt för att kunna smörja lungorna med detta, så att andningen underlättas hos exempelvis covid-19 (SARS-CoV-2) patienter med ARDS.

NT* figur

Covid-19 (SARS-CoV-2) patienter utvecklar viral lunginflammation med hosta, feber och eventuellt hypoxi. Datortomografi avslöjar ofta bilaterala lunginfiltrat, vilket indikerar alveolinflammation. I detta skede kan patienter med Covid-19 utveckla akuta andningsbesvär (ARDS) och måste läggas in på sjukhus för noggrann observation och övervakning. Alveolit kännetecknas av inflammatoriska celler, ökad oxidativ stress och ökat läckage över blod-alveol barriären. Alla dessa fenomen är förknippade med en förlust av lungfunktion, vilket ger upphov till ökad ytspänning som leder till kollaps av luftvägarna. SARS-CoV-2 har också visats specifikt påverka alveolära typ-II-celler, dvs celler som producerar lungytaktivt medel (surfaktant).

I vår grupp arbetar vi med surfaktantproteiner och nya analoger till dessa som kan produceras rekombinant med hjälp av en metod som kommer från vår forskning om spindelsilkproteiner (kallad NT*). Surfaktantprotein D (SP-D) är en del av lungans medfödda immunförsvar. Den har strukturella likheter med ytantigen hos flera virus, och rekombinant SP-D binder till SARS-CoV-1 som ger upphov till akut respiratoriskt syndrom (SARS). Därför är det tänkbart att ARDS sekundärt till coronavirusinfektion kan behandlas med instillation av surfaktantpreparat som innehåller SP-D. Icke-kontrollerade fallstudier tyder på att virusinducerad lunginflammation verkligen kan behandlas effektivt med instillation av surfaktant som innehåller SP-D.

Produktion av SP-D är problematisk eftersom det är ett stort och komplext protein. Vi har visat att rekombinant fragment av human (rfh) SP-D effektivt kan produceras i E. coli med vår NT * tag (Kronqvist et al, Nat Commun 2017). Det är viktigt att rfh SP-D bildar trimerer, som är funktionellt aktiva, och utbytet av renat rfh SP-D från skakflaskulturer är hög. Nyligen har vi visat att en NT * variant från en annan spindelart och silkestyp är en ännu effektivare löslighetstag (Abelein et al, Sci Rep 2020).

Vi hoppas för närvarande kunna testa behandling av COVID-19 (SARS-CoV-2) patienter med ARDS med exogent tillfört surfaktant berikat med rfh SP-D i en pilotstudie.

Nya doktorsavhandlingar från vår grupp vid NVS som är relevanta för detta arbete:

“A star is born: Development of NT* as a new biotechnological tool based on the mechanism of pH dependent dimerization of the spidroin N-terminal domain” av Médoune Sarr, försvarad 28 Februari, 2020.

“Development of novel synthetic lung surfactants for treatment of respiratory distress syndrome” av Oihana Basabe-Burgos, försvarad 20 Mars, 2020.

 

Janne Johansson, professor i biologisk demensforskning, biträdande sektionschef

Anna Rising, forskare

Sektionen för neurogeriatrik, NVS