Ученые Центра энергетических технологий Сколтеха и Института проблем химической физики РАН совместно с коллегами из четырех других российских и зарубежных исследовательских центров открыли новую реакцию, которая позволила получить водорастворимые производные фуллерена, эффективно подавляющие вирусы гриппа, иммунодефицита человека (ВИЧ), простого герпеса (ВПГ) и цитомегаловируса (ЦМВ). Работа опубликована в журнале Organic & Biomolecular Chemistry и анонсирована на его обложке.
Вирусы оказывали влияние на развитие общества на протяжении тысячелетий, нередко становились причиной массовых эпидемий, приводящих к вымиранию целых городов. Они поражают все живое на Земле − от высших позвоночных животных до простейших одноклеточных организмов, бактерий и даже других вирусов. В настоящее время вирусные инфекции являются причиной более чем 90% инфекционных патологий человека.
Одним из наиболее опасных является вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий синдром приобретенного иммунодефицита человека (СПИД). Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, число ВИЧ-инфицированных в России уже превысило 1 миллион человек (~1% населения) и продолжает стремительно расти, что делает ВИЧ-эпидемию одной из самых серьезных угроз для населения нашей страны.
Другой серьезной проблемой здравоохранения является сезонная циркуляция вирусов гриппа, которая приводит к гибели до 500 000 человек в мире ежегодно. Новые разновидности вирусов гриппа часто приводят к высокой смертности пациентов (до 60% для птичьего гриппа H5N1 и H5N8), коронавирус и не поддаются лечению существующими лекарственными средствами.
Имеющиеся противовирусные препараты продлевают жизнь и повышают качество жизни пациентов, но имеют ряд существенных недостатков, среди которых высокая токсичность, ограниченная биодоступность и развитие лекарственной устойчивости. Эффективность широко используемых в настоящее время вакцин против гриппа не всегда высока в связи с часто меняющимся набором циркулирующих штаммов. С учетом вышесказанного, проблема поиска новых классов противовирусных препаратов стоит сегодня очень остро.
Фуллерен С60 –уникальная форма углерода. Молекула фуллерена по форме напоминает футбольный мяч, в вершинах пяти— и шестиугольников которого находятся атомы углерода. Эти молекулы обладают уникальными биологическими свойствами. Однако фуллерены и их классические производные нерастворимы в воде и биологических средах, что крайне затрудняет их использование в медицине. Исследовательская группа под руководством профессора Сколтеха Павла Трошина ранее предложила несколько эффективных подходов для синтеза растворимых в воде производных фуллеренов. В своей последней работе исследователи сообщают об обнаружении новой реакции для производных фуллеренов. Механизм необычного превращения был предложен на основе результатов квантово-химических расчетов. Найденная уникальная реакция позволила получить целую серию ранее недоступных растворимых в воде производных фуллеренов, обладающих высокой противовирусной активностью.
«Наша последняя работа посвящена синтезу высокоэффективных ингибиторов опасных вирусных инфекций, таких как ВИЧ, различные разновидности гриппа, вирус простого герпеса и цитомегаловирус, с использованием производных фуллеренов в качестве многофункциональной платформы. Обнаруженная нами уникальная «обращенная реакция Арбузова» позволяет осуществлять тонкую настройку противовирусных свойств новых соединений и устанавливать важнейшие корреляции между структурой соединений и их противовирусной активностью», — рассказывает первый автор опубликованной работы, аспирант Сколтеха Ольга Краевая.
Результаты, полученные в рамках этой работы, открывают большие возможности для создания эффективных противовирусных препаратов, подавляющих резистентные линии вирусов, что позволит бороться с инфекциями, которые не поддаются лечению на сегодняшний день.