Учёные СПбГУ разработали необычный способ поиска потенциальных лекарств против COVID-19. Они создали «живой детектор», который меняет окраску в зависимости от присутствия ингибиторов. Такой метод может значительно ускорить поиск новых препаратов.
Одной из главных мишеней для лекарств против ковида считается основная протеаза SARS-CoV-2. Этот фермент играет ключевую роль в размножении вируса: без него он не может собирать новые копии себя внутри клетки.
Важно и то, что протеаза коронавируса распознаёт уникальную аминокислотную последовательность. Похожие ферменты в организме человека её «не видят». Это означает, что лекарства, направленные именно на неё, потенциально могут действовать точнее и вызывать меньше побочных эффектов.
Чтобы быстрее находить вещества, способные блокировать этот фермент, учёные предложили простой и наглядный метод. Они создали генетическую систему в бактериях, которая реагирует на работу вирусной протеазы.
Профессор Университета (кафедра генетики и биотехнологий) Татьяна Матвеева объясняет принцип работы:
«В генной инженерии часто применяются гены, продукты которых вызывают цветную реакцию — один из таких мы взяли за основу. В норме его продукт приводит к посинению бактерий, растущих на среде со специальным субстратом. Мы модифицировали этот ген, встроив в него участок, кодирующий аминокислотную последовательность, которую распознаёт основная протеаза коронавируса. Затем в ту же бактерию мы ввели ген самой протеазы. В итоге протеаза “разрезала” белок, отвечающий за посинение клеток».
Таким образом, по цвету колоний можно быстро понять, подавляет ли соединение активность фермента.
Созданная система содержит только вирусный катализатор, лишённый инфекционных свойств. Поэтому она полностью безопасна и не требует лабораторий с высоким уровнем биологической защиты. Это делает метод гораздо более доступным по сравнению с существующими технологиями, которые часто требуют дорогого оборудования и сложных условий работы.
Для первых экспериментов исследователи решили проверить растительные соки, богатые биологически активными веществами. В анализ включили:
- гранат
- ревень
- калину
- виноград
- красную и чёрную смородину
Эксперименты показали, что некоторые из них действительно способны подавлять активность вирусной протеазы. Особенно заметный эффект дали соки граната, ревеня, чёрной смородины. Калина показала слабое воздействие, а виноград и красная смородина почти не повлияли на работу фермента.
Как отмечают исследователи, их разработка не заменяет полноценные биохимические анализы или клинические испытания. Однако она может стать удобным инструментом первичного отбора веществ-кандидатов.
Аспирант СПбГУ (кафедра генетики и биотехнологий) Исса Шаза отмечает:
«Мы получили важную информацию о том, как можно скорректировать питание при риске заражения коронавирусом, а также о возможностях подавления вируса на ранних стадиях заболевания. Наш метод может стать одним из инструментов в поиске лекарств не только от ковида, но и от будущих инфекций. На этой же основе можно создавать диагностические системы и для других вирусов».
По словам учёных, подобные системы помогут быстрее находить вещества, которые могут стать основой для новых препаратов не только против COVID-19, но и будущих вирусных угроз.