В Лимнологическом институте СО РАН (Иркутск) и Институте эпидемиологии и микробиологии (Владивосток) разрабатываются средства против клещевого энцефалита. Одни из них позволят превращать патогенный штамм в безопасный, а вторые — не дадут вирусу проникнуть в организм (и, возможно, будут использоваться в виде пластыря).
«Проанализировав геномы клещевого энцефалита мы выделили две группы штаммов: патогенные и не вызывающие заболевания, и установили, что различие кроется именно в структуре вируса. Было найдено несколько ключевых замен аминокислот, которые изменяют конформацию вирусных белков. Учитывая это можно разрабатывать лекарственные средства направленного действия, моделирующие «превращение» вируса в его «безопасный» вариант», — рассказывает заведующий лабораторией аналитической биоорганической химии ЛИН СО РАН доктор биологических наук Сергей Иванович Беликов.
Сейчас учёные рассчитывают изменение конформации двух белков-мишеней, но потенциальное лекарственное средство пока найдено только для одного из них. Эта мишень — комплекс двух вирусных белков NS2B и NS3 (протеаза), которые не входят в структуру самого вируса, но, синтезируясь в зараженной клетке, обеспечивают его размножение.
Так, оказалось, что в «строении» комплекса NS2B-NS3 есть некая петля, положение которой различается у вариантов, обладающих разной патогенностью. У болезнетворных штаммов активный центр протеазы открыт и пропускает вирусный белок, который должен расщепиться на 10 себе подобных. А у субклинических форм, наоборот, активный центр замкнут — к нему не подойти. В этом случае вирус «плодится» неэффективно и организм легко справляется с ним с помощью антител.
Учёные решили смоделировать ситуацию, при которой лекарство связывается с определенным участком протеазы, закрывая активный центр и, тем самым, препятствует размножению вируса. Новшество их подхода заключается в том, чтобы блокировать подход «болезнетворного» белка к протеазе, а не сам активный центр. Последнее небезопасно, поскольку воздействует не только на вирусную, но на множество других необходимых для жизнедеятельности организма протеаз, что может привести к появлению побочных эффектов.
«Известна база данных по трёхмерным структурам протеазы. Нашего вируса нет, но можно предсказать форму комплекса с помощью гомологичного моделирования с использованием суперкомпьютера. Затем методами молекулярной динамики подтверждается стабильность этой структуры, а дальше нужно, снова с помощью вычислительной техники, добавлять потенциальные лиганды и перебирать все имеющиеся лекарства», — говорит Сергей Беликов.
Проблема в том, что в базе данных существует около 200 тысяч соединений. И для каждого из них нужно оценить взаимодействие с комплексом NS2B-NS3. Так как у исследователей было мало ресурсов, они взяли укороченную версию базы (2000 соединений), куда входят только лекарственные средства — если какое-то из них подойдёт, то оно уже прошло все стадии проверки биологической активности, имеет изученное побочное действие. В результате расчётов был получен список из 20-ти соединений.
«Затем средства гранта на эту работу закончились, однако, оказалось, два из этих двадцати потенциальных претендентов продаются в аптеках (правда, их противовирусное действие ранее никто не исследовал). На экспериментах на мышах одно из них показало очень хороший эффект — оно уменьшило действие вируса в 10 тысяч раз. Биологические испытания ещё не закончены. В нашем списке около 20 соединений, некоторые из них могут блокировать размножение вируса более активно, но их нет в нашей аптечной сети. Теперь нам нужен заказчик, который профинансирует завершение этой работы», — комментирует учёный.
Другое перспективное противовирусное средство, разрабатывающееся в лаборатории аналитической биоорганической химии ЛИН СО РАН на основе аптамеров, не является лекарством, поскольку не лечит, а препятствует заболеванию — не позволяет вирусу проникнуть в организм. Этот препарат является аналогом антител, подобно им он способен связываться с поверхностью вирусной частицы, но (и в этом его положительное от них отличие) может храниться годами при любых температурах. Аптамеры являются фрагментами ДНК, а не белками. Синтез этих соединений примерно в 10 раз дешевле, чем наработка антител, однако сначала требуется провести очень тщательный отбор вариантов, способных связываться с вирусом и препятствовать его проникновению в клетку и размножению.
«Мы получили и расшифровали пул аптамеров, которые связываются специфично с вирусным белком. Дальше нужно брать каждую из этих последовательностей и проверять на активность», — комментирует Сергей Беликов.
По словам исследователя, если удастся синтезировать искомое соединение, его можно будет наносить на специальный пластырь с микроиголочками. Наклеив пластинку на место укуса, пострадавший избежит заражения, и ему не потребуется срочно обращаться в больницу для введения сыворотки.
Диана Хомякова
Фото Юлии Поздняковой
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии