Найдены молекулы, против которых не могут устоять вирусы: что это значит
Известно, что разработать противовирусную терапию сложно, поскольку вирусы могут быстро мутировать и вырабатывать устойчивость к лекарствам. Однако ученые сделали большой шаг вперед и нашли новые молекулы, которые игнорируют мутирующие белки на поверхности вирусов, разрушая их защитные слои. "Рамблер" расскажет об этом подробнее.
В новом исследовании, опубликованном в журнале ACS Infectious Diseases, ученые показали, как группа новых обнаруженных молекул инактивирует несколько вирусов, в том числе вирусы Зика и чикунгунья. Это открытие можно использовать против многих вирусов и преодолеть устойчивость к противовирусным препаратам.
«Мы обнаружили ахиллесову пяту многих вирусов : их пузырчатую мембрану. Использование этой уязвимости и разрушение мембраны — многообещающий механизм действия для разработки новых противовирусных препаратов», — сказал Кент Киршенбаум, профессор химии в Нью-Йоркском университете и старший автор исследования.
Как это работает
Вирусы имеют на своей поверхности различные белки, которые часто являются мишенями для терапевтических средств, таких как моноклональные антитела и вакцины. Но нацеливание на эти белки имеет ограничения, поскольку вирусы могут быстро эволюционировать, изменяя свойства белков и делая лечение менее эффективным. Эти ограничения проявились, когда появились новые варианты вируса SARS-CoV-2, которые не поддавались ни лекарствам, ни вакцинам от исходного вируса.
«Существует острая потребность в противовирусных агентах, которые действуют по-новому для инактивации вирусов.В идеале новые противовирусные препараты не будут специфичны для одного вируса или белка, поэтому они будут готовы лечить новые вирусы, которые появляются без промедления, и смогут преодолевать развитие резистентности».
По словам ученых, медицина должна использовать преимущества новых методов, чтобы быть готовыми к следующей угрозе пандемии.
Подражая нашей иммунной системе
Наша врожденная иммунная система борется с патогенами, вырабатывая противомикробные пептиды — первую линию защиты организма от бактерий, грибков и вирусов. Большинство вирусов, вызывающих заболевания, инкапсулированы в мембраны, состоящие из липидов, и антимикробные пептиды действуют, разрушая или даже разрывая эти мембраны.
Хотя антимикробные пептиды могут быть синтезированы в лаборатории, они редко используются для лечения инфекционных заболеваний у людей, поскольку легко разрушаются и могут быть токсичными для здоровых клеток.
Вместо этого ученые разработали синтетические материалы , называемые пептоидами, которые имеют сходную с пептидами химическую основу, но лучше способны проникать через вирусные мембраны и с меньшей вероятностью разлагаются.
«Мы начали думать о том, как имитировать природные пептиды и создавать молекулы со многими из тех же структурных и функциональных особенностей, что и у пептидов, но состоящие из чего-то, что наш организм не сможет быстро разложить», — сказал Киршенбаум.
Команда Нью-Йоркского университета изучила противовирусное действие семи пептоидов против четырех вирусов: трех, покрытых мембраной (Зика, лихорадка Рифт-Валли и чикунгунья), и одного без оболочки (вирус Коксаки).
«Мы были особенно заинтересованы в изучении этих вирусов, поскольку у них нет доступных вариантов лечения», — сказал Патрик Тейт, доктор химических наук.
Как пептоиды разрушают вирусные мембраны и избегают других клеток
Мембраны, окружающие вирусы, состоят из молекул, отличных от молекул самого вируса, поскольку липиды передаются от хозяина для формирования мембран. Один из таких липидов, фосфатидилсерин, присутствует в мембране снаружи вирусов, но в нормальных условиях изолируется внутри клеток человека.
«Поскольку фосфатидилсерин находится на внешней стороне вирусов, он может быть специфической мишенью для пептоидов, чтобы распознавать вирусы, но не распознавать — и, следовательно, щадить — наши собственные клетки», — сказал Тейт.
Более того, поскольку вирусы получают липиды от хозяина, а не кодируют их собственные геномы, у них больше возможностей избежать устойчивости к противовирусным препаратам.
Исследователи протестировали семь пептоидов против четырех вирусов. Они обнаружили, что пептоиды инактивировали все три оболочечных вируса — Зика, лихорадку Рифт-Валли и чикунгунья — путем разрушения мембраны вируса, но не разрушали вирус Коксаки B3, единственный вирус без мембраны.
Названы вирусы, которые передаются через слюну
Более того, вирус чикунгунья, содержащий более высокие уровни фосфатидилсерина в своей мембране, был более восприимчив к пептоидам. Напротив, мембрана, образованная исключительно другим липидом, называемым фосфатидилхолином, не разрушалась пептоидами, что позволяет предположить, что фосфатидилсерин имеет решающее значение для снижения вирусной активности пептоидами.
«Теперь мы начинаем понимать, как пептоиды на самом деле проявляют свой противовирусный эффект — в частности, благодаря распознаванию фосфатидилсерина», — сказал Тейт.
Исследователи продолжают доклинические исследования, чтобы оценить потенциал этих молекул в борьбе с вирусами и понять, могут ли они преодолеть развитие резистентности. Их подход, ориентированный на пептоиды, может быть многообещающим для лечения широкого спектра вирусов с трудноизлечимыми мембранами, включая лихорадку Эбола, SARS-CoV-2 и герпес.