В нескончаемой битве человека и вируса ученые часто сосредотачиваются на разрушении белковой оболочки насекомых. Новое исследование показывает другой путь вперед: использование определенных соединений в качестве молекулярных «булавок», которые выталкивают мембраны, скрепляющие вирусы. Исследование может открыть двери для нового класса противовирусных препаратов широкого спектра действия.
Вирусы покрыты белками, которые действуют как ключи, открывающие доступ к нашим клеткам. По этой причине было проведено множество исследований, чтобы выяснить, как разрушить эти белки. Если мы сумеем достаточно напортить ключи, то жуки не смогут проникнуть внутрь наших клеток, размножаться и начать цепочку заражения, которая может иметь катастрофические последствия для нашего здоровья. Одна проблема с этим подходом, однако, заключается в том, что он, как правило, представляет собой подход «одно лекарство от одного вируса». И если вирус мутирует и меняет свой внешний слой белков, как мы видели в случае с COVID, лечение может стать менее эффективным.
Однако под слоем белков многих вирусов находится мембрана, окружающая генетический материал микроба. Исследователи из Нью-Йоркского университета (NYU) нашли способ сломать эту мембрану и заставить вирусы погибнуть. Поскольку у многих вирусов есть мембраны, открытие может привести к созданию противовирусных препаратов, которые воздействуют на широкий спектр микробов.
«Мы нашли ахиллесову пяту многих вирусов: их пузырчатые мембраны», — сказал Кент Киршенбаум, профессор химии в Нью-Йоркском университете и старший автор исследования. «Использование этой уязвимости и разрушение мембраны — многообещающий механизм действия для разработки новых противовирусных препаратов».
Именно для этого исследовательская группа обратилась к антимикробным пептидам, которые вырабатываются нашей иммунной системой, когда она сталкивается с бактериальной, вирусной или грибковой инвазией. Эти пептиды работают, разрушая мембранный слой, содержащийся во многих вирусах. Хотя пептиды являются естественной частью нашей иммунной системы, оказалось, что они слишком легко расщепляются нашей врожденной биологией при синтезе в лаборатории для борьбы с вирусами. Они также могут быть токсичными для здоровых клеток.
Вы говорите пептид, я говорю пептоид
Учитывая эти ограничения, команда вместо этого исследовала семь пептоидов. Это искусственные соединения, молекулярно очень похожие на пептиды, но расщепляемые организмом труднее.
В ходе исследования ученые сравнили пептоиды с тремя вирусами, имеющими мембраны: те, которые вызывают Зика, лихорадку Рифт-Валли и чикунгунья. Они также испытали их против вируса, вызывающего вирус Коксаки B3, у которого отсутствует мембрана. Тесты показали, что пептиды были эффективны при вскрытии мембраны у всех вирусов, у которых она была, фактически отключая их. Как и ожидалось, пептоиды не были эффективны против вируса без мембраны.
Наизнанку
Успех пептоидов в уничтожении мембранных вирусов был обусловлен их способностью нацеливаться на липид, известный как фосфатидилсерин, который некоторые вирусы собирают из наших собственных клеток для создания своей оболочки. Фосфатидилсерин защищен глубоко внутри наших клеток, но он выставлен на внешние мембраны вирусов. По этой причине пептоиды смогли воздействовать на вирусы, не затрагивая при этом здоровые клетки.
В настоящее время исследователи продолжают доклинические исследования, чтобы лучше понять роль, которую пептоиды могут играть в борьбе с более широким спектром вирусов. может включать лихорадку Эбола, SARS-CoV-2 и герпес.
«Существует острая потребность в противовирусных препаратах, которые действуют по-новому для инактивации вирусов», — сказал Киршенбаум. «В идеале новые противовирусные препараты не будут специфичны для одного вируса или белка, поэтому они будут готовы лечить новые вирусы, которые появляются без промедления, и смогут преодолевать развитие резистентности».
«Мы нужно разработать это новое поколение лекарств сейчас и иметь их на полках, чтобы быть готовым к следующей угрозе пандемии — и наверняка будет еще одна», — добавил он.
Исследование была опубликована в журнале ACS Infectious Diseases.
