Наука в Сибири

от 16.09.2020 г.

Оригинал статьи


Сибирские ученые разрабатывают универсальное противовирусное средство

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Институт научно-технического сотрудничества и применения города Линьи (Китай) в рамках проекта российско-китайского сотрудничества проведут совместные исследования по созданию универсальных противовирусных препаратов.

Во время пандемии работы по созданию подобных лекарств особенно актуальны. Человечество столкнулось с тем, что появляются новые инфекции, несущие реальную угрозу, и необходим другой подход к лечению. В этом плане средства, которые не зависят от специфики самого вируса, представляют особый интерес.

Принцип действия

У подавляющего большинства противовирусных препаратов, применяющихся сейчас, в качестве мишени вирусные белки. Когда она строго определена, такие соединения эффективны в отношении определенных вирусов и относительно малотоксичны. Однако вследствие постоянных мутаций структура вирусных белков постоянно меняется, что приводит к потере активности лекарственного препарата. Более перспективной мишенью является вирусная РНК. Найдя соединения, которые бы интенсивно ее расщепляли в составе вирусных частиц, можно создать противовирусный препарат, активный по отношению к широкому спектру вирусных патогенов.

В ИХБФМ СО РАН давно велись работы по созданию искусственных рибонуклеаз — низкомолекулярных химических соединений, которые могли бы эффективно по аналогии с природными ферментами расщеплять РНК. Проведенные эксперименты на ряде РНК-содержащих вирусов, продемонстрировали способность этих соединений проникать сквозь белковую оболочку вируса и внутри вирусной частицы расщеплять РНК. Дополнительным плюсом данных соединений является то, что при гибели вируса структура вирусных белков полностью сохраняется, это способствует выработке организмом иммунного ответа на данный вирус.

Последовательность нуклеотидов в цепочке РНК каждого вида вирусов индивидуальна, однако существуют общие структурные элементы, такие как, например, одноцепочечные петли, на которые и ориентированы искусственные РНКазы. «Петлевые фрагменты наиболее чувствительны к воздействию таких соединений. Встречая подобную структуру, искусственная рибонуклеаза расщепляет вирусную РНК, в результате чего вирус уже не может воспроизводиться. Поскольку такие структурные элементы встречаются у любых РНК-содержащих вирусов, можно ожидать, что на основе этих соединений можно создать противовирусный препарат широкого спектра действия», — говорит заведующий лабораторией органического синтеза ИХБФМ СО РАН доктор химических наук Владимир Николаевич Сильников.



Противовирусный препарат широкого спектра действий для нужд ветеринарии — уже реальность

В лаборатории органического синтеза ИХБФМ СО РАН было синтезировано более ста искусственных рибонуклеаз, из которых 20 показали выраженную противовирусную активность. В ходе предварительных испытаний было обнаружено, что данные соединения способны проявлять также антибактериальную активность, хотя и в более высокой концентрации. В результате ряда испытаний на различных видах вирусов два соединения были отобраны для проведения полного цикла доклинических испытаний в качестве препарата для лечения гриппа, осложненного бактериальными инфекциями. Одно соединение под названием «АС-1» прошло полный цикл испытаний, показало себя более эффективным противогриппозным средством, нежели коммерческие препараты «Арбидол» и «Тамифлю», и было подготовлено для проведения клинических испытаний. Второе, оказавшееся чуть более токсичным, было использовано для создания противовирусного препарата для нужд ветеринарии.

Появление инфекции, например, на птицефабриках или фермах — это очень большая проблема. Животных много, а вирус распространяется быстро. До недавнего времени единственным способом борьбы с вирусными инфекциями являлась вакцинация животных. Однако защитить с помощью вакцины от всех вирусов невозможно, особенно если с этим вирусом мы сталкиваемся впервые. Поэтому появление противовирусного препарата широкого спектра действия стало настоящим подарком для животноводов. Дополнительным преимуществом данного препарата является его низкая себестоимость производства и крайне малая доза, при которой проявляется терапевтический эффект. Так, для кур эта доза составляет всего около 50 микрограмм препарата на одну птицу в сутки. Данный препарат под названием «Тривирон» прошел все необходимые стадии испытаний и получил разрешение для применения в ветеринарии на территории Российской Федерации, а также Республики Беларусь.

Универсальное средство против вирусов и бактерий для людей

Химическое соединение, которое прошло все стадии доклинических испытаний под кодовым названием «АС-1», было запатентовано, однако в течение нескольких лет не выходило за стены лаборатории института. На фоне пандемии COVID-19 к соединению «АС-1» снова возник интерес, особенно с учетом того, что препарат со схожим механизмом действия уже несколько лет успешно применяется в ветеринарии, в том числе для лечения заболевания птиц (инфекционный бронхит кур), вызываемого коронавирусом. «Китайских партнеров заинтересовала российская разработка. В рамках нашего сотрудничества предполагается, что будут созданы совместные лаборатории на базе нашего института и на территории Китая, а также совместное предприятие для дальнейших исследований и в случае успеха — для проведения уже клинических испытаний. В планах — использовать в дальнейшем метод воздействия на вирусную РНК как основу для создания других препаратов, более специфичных к определенным вирусам», — поясняет Владимир Сильников. Есть заинтересованность и в работах, направленных на исследование антибактериальной активности искусственных рибонуклеаз. В настоящее время установлено, что мишенями для данных соединений являются бактериальная стенка и бактериальная РНК. Введение в структуру соединения антибиотика позволит сразу воздействовать на три мишени, что резко снизит вероятность возникновения резистентности у бактерий, в сравнении с использованием только антибиотика.

Пока же в ближайших планах продолжить работу над препаратом «АС-1», провести в случае необходимости дополнительные испытания уже на территории Китая, поскольку, помимо общих стандартов проведения испытаний на лабораторных животных, есть определенные требования к таким испытаниям, принятые только в той или иной стране. Кроме того, соединение «АС-1» проходило доклинические испытания в качестве препарата для борьбы с вирусом гриппа. Китайские партнеры в настоящий момент заинтересованы в препарате для борьбы с коронавирусом. Значит, необходимы новые испытания. Сотрудничество СО РАН с провинцией Шаньдун позволило найти заинтересованного партнера в лице директора Шаньдунской фармацевтической компании «Янду Цзяньхуа» господина Лю Ченцзе (Liu Chengjie). «Наличие такого заинтересованного партнера, как фармацевтическая компания “Янду Цзяньхуа”, позволяет надеяться, что препарат «АС-1» перейдет из разряда научной разработки в разряд коммерческого противовирусного препарата с новым названием, которое станет известным как на территории Китая, так и в Российской Федерации», — говорит Владимир Сильников.

Анастасия Федотова

Фото Александры Федосеевой