Одним из ограничений применения моноклональных антител является их неспособность проникать в глубокие ткани из-за их крупного размера. Для обхода этого ограничения могут использоваться нанотела — миниатюрные фрагменты антител, происходящие из вариабельных доменов тяжелоцепочных антител, которые обладают высокой стабильностью, растворимостью и способностью проникать в ткани.

Однако даже нанотела не могут взаимодействовать с внеклеточными мишенями, поскольку не способны самостоятельно преодолевать клеточную мембрану. Внутриклеточные мишени доступны для нанотел только при использовании интрабоди — генетически кодируемых конструкций, которые требуют доставки генетического материала и, по сути, представляют собой генную терапию. Но такой подход не позволяет напрямую использовать нанотела и в частности не позволяет использовать химические модификации нанотел.

Но группа исследователей из Германии, Бельгии и США предложила интересное решение, как доставить нанотело внутрь клетки химически, без использования вирусов или генетических конструкций.

В качестве мишени они выбрали мутантный белок CFTR с мутацией F508 (это наиболее частая причина муковисцидоза), который неправильно сворачивается и не достигает поверхности клетки. Ранее было известно, что нанотело NB1 связывает NBD1 (нуклеотид-связывающий домен) CFTR и стабилизирует его in vitro, но его терапевтическое применение упиралось в невозможность доставить его внутрь клетки. Авторы сконструировали нанотело с N-концевым глицином для сортазного мечения и C-концевым цистеином для конъюгации с клеточнопроницаемым пептидом — дека-аргинином (R10) через восстанавливаемую дисульфидную связь.

Используя собственную технологию CPP-добавок, они добились эффективной доставки нанотела внутрь клеток. Внутри клетки дисульфидная связь разрушается под действием восстановительной среды цитозоля, освобождая нанотело для связывания с мишенью.

Авторы показали, что доставленное нанотело связывается с CFTR и увеличивает количество правильной формы CFTR — то есть исправляет дефект сворачивания.

Наиболее интересный результат был получен в первичных культурах эпителия пациентов с муковисцидозом: нанотело усиливало действие уже одобренной тройной терапии ETI (элексакафтор/тезакафтор/ивакафтор), повышая восстановление функции CFTR пояти до уровня здоровых доноров

Таким образом, впервые было показано, что нанотела могут быть не просто использованы для внутриклеточных мишеней, но они могут быть использованы для восстановления функции мутантного белка. Этот подход является альтернативой генной терапии, поскольку не требует генетической модификации клеток и допускает любые химические модификации нанотела.