Прорыв в борьбе с пандемией: ученые открыли противовирусное соединение блокирует проникновение коронавируса в клетки

Большинство ингибиторов вирусных инфекций работают, блокируя шаги репликации, когда вирус попадает в клетку.

Изучая клетки, растущие в лаборатории, которые были инфицированы SARS-CoV-2, MM3122 защищал клетки от вирусного повреждения намного лучше, чем ремдесивир. Фото: Pixabay

Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали химическое соединение, которое нарушает ключевую особенность многих вирусов, позволяющую вирусам проникать в клетки человека. По словам исследователей, соединение, получившее название MM3122, было изучено на клетках и мышах и является многообещающим новым способом предотвращения инфекции или снижения тяжести COVID-19, если его вводить на ранней стадии развития инфекции.

Интересно то, что соединение нацелено на ключевой человеческий белок, называемый трансмембранной сериновой протеазой 2 (TMPRSS2), который коронавирусы используют для проникновения и заражения клеток человека.

Исследование опубликовано 11 октября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, пишет medicalxpress.com.

«Отличные вакцины теперь доступны для SARS-CoV-2, но нам все еще нужны эффективные противовирусные препараты, чтобы помочь обуздать серьезность этой пандемии», — сказал старший автор Джеймс У. Джанетка, доктор философии, профессор биохимии и молекулярной биофизики. . «Соединение, которое мы разрабатываем, предотвращает проникновение вируса в клетки . Мы изучаем терапевтическое окно, в рамках которого молекулу можно вводить мышам и защищать их от болезней. Наша конечная цель — превратить молекулы в ингибитор, который можно принимать. внутрь, и это могло бы стать эффективной частью нашего арсенала ингибиторов COVID-19 ».

Новое лекарственное соединение эффективно блокирует TMPRSS2 и другой родственный белок, называемый матриптазой, которые обнаруживаются на поверхности легких и других клеток. Многие вирусы, включая SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, а также другие коронавирусы и грипп, зависят от этих белков, чтобы инфицировать клетки и распространяться по легким. После того, как вирус захватывает клетку в эпителии дыхательных путей, человеческий белок TMPRSS2 разрезает спайковый белок вируса, активируя спайковый белок, чтобы опосредовать слияние вирусной и клеточной мембран, инициируя процесс заражения. MM3122 блокирует ферментативную активность человеческого белка TMPRSS2. Когда фермент блокируется, он нарушает активацию белка-шипа и подавляет слияние мембран.

«Вирус SARS-CoV-2 захватывает механизмы наших собственных клеток легких, чтобы активировать свой спайковый белок, который позволяет ему связываться с клетками легких и вторгаться в них», — сказала Джанетка. «Блокируя TMPRSS2, лекарство предотвращает проникновение вируса в другие клетки организма или, в первую очередь, от проникновения в клетки легких, если теоретически его можно использовать как профилактическое средство. Сейчас мы тестируем это соединение на мышах в сочетание с другими методами лечения, которые нацелены на другие ключевые части вируса, в усилиях по разработке эффективной противовирусной терапии широкого спектра действия, которая будет полезна при COVID-19 и других вирусных инфекциях ».

Изучая клетки, растущие в лаборатории, которые были инфицированы SARS-CoV-2, MM3122 защищал клетки от вирусного повреждения намного лучше, чем ремдесивир, лечение, уже одобренное Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для пациентов с COVID-19. Острый тест на безопасность на мышах показал, что большие дозы соединения в течение семи дней не вызывали каких-либо заметных проблем. Исследователи также показали, что соединение было столь же эффективным против оригинального коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV) и коронавируса ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV).

«Большинство ингибиторов вирусных инфекций работают, блокируя шаги репликации, когда вирус попадает в клетку», — сказал соавтор Шон Уилан, доктор философии, заслуженный профессор Марвина А. Бреннеке и глава отдела молекулярной микробиологии. . «Доктор Джанетка идентифицировала и усовершенствовала молекулу, которая в первую очередь препятствует проникновению вируса в клетку. Поскольку мишенью MM3122 является белок-хозяин, это также может создавать больший барьер для появления вирусов, устойчивых к ингибитор.»

Джанетка говорит, что «это соединение предназначено не только для COVID-19. Оно может потенциально препятствовать проникновению вируса для других коронавирусов и даже вируса гриппа. Все эти вирусы полагаются на одни и те же человеческие белки для проникновения в клетки легких. Таким образом, блокируя человеческие белки. , мы предотвращаем попадание в клетки любого вируса, который пытается захватить эти белки ».

Джанетка и его коллеги сейчас сотрудничают с исследователями из Национального института здоровья (NIH), чтобы проверить эффективность MM3122 в лечении и профилактике COVID-19 на животных моделях этого заболевания. В исследованиях на животных препарат вводили в виде инъекций, но Джанетка сказала, что они работают над улучшением соединения, которое можно было бы принимать внутрь. Он также заинтересован в разработке интраназального пути, который доставлял бы лекарство более непосредственно в носовые ходы и легкие.

Работая с Офисом управления технологиями Вашингтонского университета (OTM), Джанетка стала соучредителем биотехнологической стартап-компании ProteXase Therapeutics, которая лицензировала технологию, которая поможет разработать соединение в новом лекарственном препарате для лечения коронавирусов, в том числе SARS-CoV-2, оригинальные SARS-CoV и MERS-CoV.