„Turime pasirengti naujai pandemijai“

„Mes aptikome daugelio virusų Achilo kulną: burbulą primenančias membranas. Išnaudoti šią silpnąją vietą ir suardyti membraną yra perspektyvus mechanizmas kuriant naujus antivirusinius vaistus“, – sakė Niujorko universiteto chemijos profesorius Kentas Kirshenbaumas, vyriausiasis tyrimo autorius.

Žurnale „ACS Infectious Diseases“ paskelbtame tyrime mokslininkai atskleidžia, kaip naujoviškų molekulių grupė, įkvėpta mūsų pačių imuninės sistemos, nukenksmina įvairius virusus, įskaitant Ziką ir čikunguniją. Naujasis metodas gali ne tik padėti sukurti vaistus, kuriuos būtų galima taikyti prieš daugelį virusų, bet ir padėti įveikti virusų atsparumą gydymui.

Atsparumo antivirusiniams vaistams įveikimas

Virusų paviršiuje yra įvairių baltymų, į kuriuos paprastai nutaikomas antivirusinis gydymas, pavyzdžiui, monokloniniai antikūnai ir vakcinos. Tačiau tokia prieiga turi savų apribojimų, nes virusai gali greitai evoliucionuoti ir keisti baltymų savybes, todėl gydymas tampa mažiau veiksmingas. Šie apribojimai išryškėjo, kai atsirado nauji SARS-CoV-2 variantai, kurie sėkmingai išvengė vaistų ir vakcinų, pritaikytų kovai su pirmine viruso versija, mokslininkų pranešimą cituoja „Scitechdaily“.

„Būtina skubiai ieškoti antivirusinių vaistų, kurie virusus inaktyvuotų naujais būdais, – sakė K. Kirshenbaumas. – Idealiu atveju nauji antivirusiniai vaistai bus tinkami ne vienam virusui ar baltymui, todėl jais bus galima nedelsiant gydyti atsiradusius naujus virusus ir jie gebės įveikti išsivysčiusį atsparumą.“

„Turime sukurti šiuos naujosios kartos vaistus jau dabar ir laikyti juos lentynose, kad būtume pasirengę naujai pandemijos grėsmei – o ji tikrai bus“, – pridūrė K. Kirshenbaumas.

Įkvėpimo semiasi iš imuninės sistemos

Mūsų įgimta imuninė sistema su patogenais kovoja gamindama antimikrobinius peptidus – pirmąją organizmo gynybos liniją nuo bakterijų, grybelių ir virusų. Dauguma ligas sukeliančių virusų yra gaubiami iš lipidų sudarytų membranų, o antimikrobiniai peptidai veikia sutrikdydami šias membranas ar net jas pradurdami.

Nors antimikrobinius peptidus galima susintetinti laboratorijoje, jie retai naudojami žmonių infekcinėms ligoms gydyti, nes lengvai suyra ir gali būti toksiški sveikoms ląstelėms. Vietoj to mokslininkai sukūrė sintetines medžiagas, vadinamas peptoidais, kurių cheminis pagrindas panašus į peptidų, tačiau jie geriau prasiskverbia pro virusų membranas ir rečiau suyra.

„Pradėjome galvoti, kaip imituoti natūralius peptidus ir sukurti molekules, kurių daugelis struktūrinių ir funkcinių savybių būtų tokios pačios kaip peptidų, bet kurios būtų sudarytos iš kažko, ko mūsų organizmas negali taip greitai suardyti“, – pasakojo K. Kirshenbaumas.

Mokslininkai ištyrė septynis peptoidus, kurių daugelis iš pradžių buvo atrasti Stanfordo universitete, Annelise Barron (vienos iš tyrimo autorių) laboratorijoje. Niujorko universiteto komanda ištyrė peptoidų antivirusinį veikimą prieš keturis virusus: tris gaubiamus membranų (Zikos, Rifto slėnio karštligės ir čikungunijos) ir vieną be membranos (koksaki B3).

„Mus ypač domino šių virusų ištyrimas, nes jiems iki šiol nerasti jokie efektyvūs gydymo būdai“, – teigė Patrickas Tate’as, Niujorko universiteto chemijos doktorantas ir pirmasis tyrimo autorius.

Virusų membranos

Virusus gaubiančios membranos sudarytos iš kitokių molekulių nei pats virusas, nes jų lipidai gaunami iš šeimininko. Vienas iš tokių lipidų, fosfatidilserinas, yra virusų membranos išorėje, tačiau įprastomis sąlygomis kaupiasi žmogaus ląstelių viduje.

„Kadangi fosfatidilserinas randamas virusų išorėje, jis gali būti specifinis peptoidų taikinys, nes šie atpažintų virusus, bet neatpažintų mūsų pačių ląstelių (ir todėl jas tausotų), – sakė P. Tate’as. – Be to, kadangi lipidus virusai gauna iš šeimininko, užuot kodavę iš savo pačių genomo, jie turi didesnį potencialą išvengti atsparumo antivirusiniam gydymui.“

Tolesnės tyrimų kryptys

Mokslininkai išbandė septynių peptoidų veikimą prieš keturis virusus. Jie nustatė, kad peptoidai inaktyvavo visus tris membranos gaubiamus virusus (Zikos, Rifto slėnio karštligės ir čikungunijos), suardydami membraną, tačiau nesuardė koksaki viruso B3 – vienintelio viruso be membranos.

Be to, peptoidams jautresnis pasirodė čikungunijos virusas, kurio membranoje yra daugiau fosfatidilserino. Ir priešingai, membranos, sudarytos vien iš kito lipido, vadinamo fosfatidilcholinu, peptoidai nesuardė, o tai reiškia, kad fosfatidilserinas yra labai svarbus siekiant, kad peptoidai sumažintų viruso aktyvumą.

„Pamažu pradedame suprasti, kaip peptoidai skleidžia savo antivirusinį poveikį – konkrečiai, per fosfatidilserino atpažinimą“, – sakė P. Tate’as.

Tyrėjai tęsia ikiklinikinius tyrimus, norėdami įvertinti šių molekulių potencialą kovojant su virusais ir išsiaiškinti, ar jos gali įveikti atsparumą antivirusiniam gydymui. Peptoidų metodas gali būti perspektyvus gydant įvairius membranų gaubiamus virusus, paprastai sunkiai pasiduodančius terapijai, įskaitant Ebolą, SARS-CoV-2 ir herpesą.