- Статьи
- Наука и техника
- Безоболочная перспектива: новые препараты защитят от коронавируса и энцефалита
Безоболочная перспектива: новые препараты защитят от коронавируса и энцефалита
Ученые синтезировали новые противовирусные соединения, способные повреждать оболочку многих вирусов — например, клещевого энцефалита и коронавируса — и препятствовать их слиянию с клеткой. Более того, под действием зеленого света эффективность препаратов возрастала более чем в 60 раз. Полученные препараты потенциально могут использоваться и при создании вакцин. Однако необходимо убедиться в их безопасности, уверены эксперты.
Противовирусные средства широкого спектра
Ученые из Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ) РАН с коллегами из других российских и зарубежных научных организаций синтезировали 35 соединений, разрушающих мембраны разных оболочечных вирусов и потенциально способных препятствовать развитию многих инфекций. Впоследствии на основе этих веществ можно будет создать препарат или серию препаратов от широкого спектра инфекций.
Авторы статьи и члены коллектива лаборатории молекулярного дизайна и синтеза ГНЦ ИБХ РАН. Красильников Максим (справа) и Денисов Владислав (слева)
В качестве основы авторы использовали производное циклического фтор- и борсодержащего вещества BODIPY, способного проникать в мембраны оболочечных вирусов. Затем исследователи присоединили к нему атомы йода и брома, которые усиливают выработку активных форм кислорода, нарушающих целостность вирусных частиц.
— Синтезированные нами соединения потенциально могут применяться в медицине при терапии поверхностных вирусных инфекций, — рассказала «Известиям» старший научный сотрудник ИБХ РАН Вера Алферова.
Исследователи проверили, как полученные вещества влияют на коронавирус и вирус клещевого энцефалита. Для этого авторы использовали культуру клеток, полученную из почки мартышки, а также клетки рака легких человека. Такие клеточные линии часто используются при изучении жизненного цикла оболочечных вирусов, заражающих человека или близкие виды.
Сначала ученые показали, что синтезированные препараты не снижают жизнеспособности клеток. Потом в течение двух суток ученые выращивали инфицированные вирусом клещевого энцефалита и коронавирусом клетки, в питательную среду к которым добавили полученные соединения. Противовирусная активность новых молекул оказалась сопоставима с активностью лекарственных препаратов, среди которых — уже одобренное для лечения людей средство против коронавируса.
Оболочечные вирусы, такие как вирус клещевого энцефалита, грипп и коронавирус, — возбудители опасных инфекций у человека. Так, ежегодный общий уровень смертности от клещевого энцефалита в России составляет 2%. При этом многие из оболочечных вирусов, например, грипп, постоянно мутируют, из-за чего препараты против них становятся неэффективными.
Зачем облучать вирусы зеленым светом
После этого исследователи установили механизм действия синтезированных соединений. Оказалось, что препараты напрямую подавляют активность вирусных частиц еще до того, как они проникнут в клетки.
Также ученые выяснили, как меняется противовирусная активность соединений после облучения их зеленым светом, в области поглощения красителей BODIPY. Для этого исследователи смешали вирусные частицы с полученными веществами, а затем облучили. Эксперимент показал, что под воздействием зеленого света происходило выделение активных форм кислорода, при этом противовирусная активность некоторых препаратов усилилась более чем в 60 раз.
Кроме того, новые соединения подавляли оболочечные вирусы из разных групп: вирус клещевого энцефалита, коронавирус, вирусы простого герпеса и обезьяньей оспы. Таким образом, полученные вещества могут лечь в основу профилактических и терапевтических препаратов, способных бороться с широким кругом патогенов.
Более того, авторы показали: если вирус клещевого энцефалита выдерживали с предложенными соединениями в течение часа и при этом десять минут облучали частицы зеленым светом, они не могли вызывать инфекции у мышей. Таким образом, полученные вещества потенциально можно использовать при разработке инактивированных вакцин.
— В центре наших будущих исследований будут новые соединения на основе BODIPY, способные поглощать глубже проникающее в ткани инфракрасное излучение. Кроме того, мы планируем получить вещества с несколькими механизмами действия, в том числе эффективные и без облучения, — сказала Вера Алферова.
Создание противовирусных препаратов — очень перспективное направление, сказал «Известиям» руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан Альберт Ризванов. Пандемия показала, что мембраны оболочки вирусов можно считать одной из перспективных терапевтических мишеней, однако следует помнить, что эти оболочки зачастую очень похожи на мембраны наших собственных клеток, и поэтому здесь крайне важно найти баланс.
В целом, человечество движется по пути к тому, чтобы находить те или иные препараты от вирусных заболеваний. Открытие российских ученых может стать прорывом в лечении клещевого энцефалита и коронавирусной инфекции. От коронавируса сегодня уже существуют импортные препараты высокой эффективности и отечественные аналоги, а вот клещевой энцефалит остается опасным заболеванием, поэтому поиск эффективного препарата остается для него очень важным, рассказал терапевт клиники «Семейная» Александр Лаврищев.
— Стоит сказать, что такие препараты можно принимать только по назначению врача. Во-вторых, сегодня на медицинском рынке есть два типа лекарств от вирусных инфекций: «помогающие от всего» и специфические. Первые препараты нарушают законы природы, а вторые немногочисленны. Это связано с тем, что любые эффективные лекарства от вирусных инфекции подходят к конкретным вирусам как ключ к замку, — сказал эксперт.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
