Картируя взаимодействие между белками человека и новым коронавирусом, американские исследователи определили 29 потенциальных методов лечения с использованием лекарств, уже одобренных федеральным Управлением по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств (FDA) для широкого круга других условий.
В настоящее время не существует вакцины или противовирусного препарата с доказанной эффективностью против вируса SARS-CoV-2, вызывающего КОВИД-19, хотя в настоящее время проводится несколько клинических испытаний. Отсутствие глубоких знаний о том, как новый вирус взаимодействует с клетками человека, препятствует поиску эффективного лечения.
Исследование, намеченное для публикации в журнале Nature, знаменует собой значительный скачок вперед в нашем понимании взаимодействия вируса с хозяином. Профессор Неван Дж. Кроган из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) является последним автором исследования.
В исследовании также определены десятки потенциальных кандидатов на лекарства, в том числе 29 уже одобренных FDA для лечения рака, сахарного диабета 2-го типа и шизофрении, среди прочих заболеваний.
Стратегия угона
Вирусы работают, угоняя механизмы их клетки-хозяина, чтобы сделать копии самих себя, которые затем могут пойти на заражение других клеток.
Профессор Кроган и команда пишут:
"Для разработки терапевтических стратегий по противодействию инфекции SARS-CoV-2 ... очень важно выработать комплексное понимание того, как этот коронавирус захватывает хозяина в ходе инфекции, и применить эти знания как для разработки новых лекарств, так и для перепрофилирования существующих".
В 2011 году профессор Кроган и его коллеги открыли способ картирования всех белков человека, необходимых вирусу для выживания и репликации.
Идея заключается в том, что лекарства, нацеленные на эти белки, потенциально могут нарушить репликацию вируса.
Метод, который они называют масс-спектрометрией афинной очистки, включает в себя сначала синтез генов вируса, а затем их инъекцию в человеческие клетки в лаборатории.
Первая созданная ими карта "взаимодействия" белков была создана для ВИЧ и привела к разработке одного из лекарств в коктейле, используемого для лечения вируса.
Исследователи также составили карту вирусов, вызывающих лихорадку Эбола, лихорадку денге, вирус Зика, лихорадку Западного Нила и ряд других заболеваний.
Ученые выявили 332 взаимодействия между человеческими и вирусными белками. Среди белков человека, участвующих в этих взаимодействиях, 66 являются мишенями 69 известных лекарственных соединений
Когда исследователи экранировали эти соединения в клеточных культурах человека, большинство не влияло на вирус. Однако они обнаружили несколько сильнодействующих, которые распались на две группы.
Некоторые из лекарственных средств ингибировали продуцирование белка, в то время как другие взаимодействовали с регуляторами пары рецепторов белков, известных как Sigma1 и Sigma2.
Противораковое лекарство
Они пишут, что наиболее перспективным наркотиком является экспериментальный противораковый препарат. Они обнаружили, что при деактивации нового коронавируса этот препарат обладает в 20 раз большей силой, чем гидроксихлорохин.
В отличие от двух противомалярийных препаратов, он не связывается с белком hERG и может быть безопаснее при высоких дозах.
Профессор Кроган говорит, что ученые уже начали некоторые исследования на животных, чтобы проверить, соответствует ли этот препарат своим ранним обещаниям.
Большие, непреднамеренные испытания многих лекарств, которые определил профессор Кроган и его команда, уже проводятся. Они пишут: "Многие пациенты КОВИД-19 будут принимать лекарства, выявленные здесь, лечащие ранее существовавшие заболевания". Может быть полезно соотнести клинические результаты с приемом этих препаратов, сделав перекрестные ссылки на описанные здесь сети".
Следующая пандемия
В работе с SARS-CoV-2 и другими вирусами исследователи обнаружили общие механизмы, которые патогенные организмы используют для кооптации молекулярного аппарата хозяина в процессе заражения.
Они предполагают, что это может означать, что ученые могут определить лекарства, которые эффективны против широкого спектра вирусов. К ним даже могут относиться будущие инфекции, которые, подобно коронавирусам, перепрыгнули с животных на людей и могут вызвать следующую пандемию.
Одним из важных ограничений новых исследований является то, что ученые проводили их в лабораторных культурах клеток. Необходимы крупные клинические испытания, чтобы доказать безопасность и эффективность препарата для пациентов.
Тем не менее, тот факт, что FDA уже одобрило эти препараты для использования при других заболеваниях, дает им преимущество.
Другая оговорка, которую исследователи отмечают в своем препринтере, заключается в том, что некоторые из выявленных взаимодействий между вирусными белками и белками человека могут быть частью собственных попыток клеток бороться с инфекцией.
"Важно отметить, что фармакологическое вмешательство с агентами, которые мы определили в данном исследовании, может быть либо вредным, либо полезным для инфекции", - пишут они.
Другими словами, некоторые из этих препаратов могут ухудшить прогресс КОВИД-19, поэтому препараты должны тестироваться только в очень жестко контролируемых клинических условиях.
