Большой прогресс был достигнут в разработке вакцин, направленных на активацию иммунитета человека к SARS-CoV-2, вирусу, вызывающему COVID-19. Кроме того, исследователи из Медицинского колледжа Бейлора участвуют в разработке противовирусных препаратов для лечения инфицированных людей.
К сожалению, разработка традиционных лекарств часто включает медленный и дорогостоящий процесс, который не отвечает потребностям общественного здравоохранения в связи с этой глобальной пандемией.
Исследователи Baylor обратились к инновационной, более быстрой и рентабельной технологии открытия лекарств для проверки миллиардов соединений на предмет потенциального лечения от вирусов. При этом они смогли идентифицировать ингибитор вирусного белка, который необходим для распространения вирусов, в частности SARS-CoV-2. Этот вирусный белок называется Mpro.
Что такое Mpro и почему сосредоточить внимание на нем как на лекарственной мишени от коронавируса?
"Вирусы, такие как SARS-CoV-2, должны воспроизводиться внутри человеческих клеток, поэтому, если вы можете найти молекулы, которые блокируют ключевые части этого процесса, вы можете предотвратить распространение вируса," сказал доктор. Дамиан Янг, доцент фармакологии и химической биологии, заместитель директора Центра открытия лекарств в Бейлоре и соавтор этой статьи.
Метод, который Янг и его коллеги использовали для скрининга своих соединений, не является полностью новым и в основном применяется для лечения различных форм рака. Это первый случай, когда сообщается о его эффективном применении против SARS-CoV-2.
В чем уникальность этого процесса отбора?
Наиболее часто используемый метод обнаружения лекарств называется высокопроизводительным скринингом, который включает скрининг не более миллиона соединений в отдельных пробирках.
Но в этом случае исследователи использовали метод, называемый ДНК-закодированной химической технологией, который позволил им провести скрининг 4 миллиардов закодированных ДНК молекул в одной пробирке против ключевого белка SARS-CoV-2, чтобы найти молекулу, которая может изменить его белок ведет себя.
"Это процесс, который позволяет нам тестировать в 1000 раз больше соединений, чем традиционный процесс, и в гораздо более быстром темпе. Мы применили его для поиска молекул, которые поражают вирусный белок Mpro," сказал Янг.
Как вы проводили скрининг на ингибитор Mpro?
Mpro – это основная протеаза SARS-CoV-2, ключевой компонент жизненного цикла коронавирусов и терапевтическая мишень, не зависящая от текущих стратегий вакцинации.
"Блокируя Mpro небольшими молекулами, мы блокируем репликацию SARS-CoV-2 в клетках. Эти исследования весьма обнадеживают и показывают, что этот процесс может быть использован в будущем для новых вирусов, включая другие коронавирусы," сказал доктор. Шринивас Чамакури, инструктор по патологии и иммунологии в Baylor и соавтор этой статьи.
"Процесс ДНК-кодированной химии включает одновременный просмотр миллиардов молекул, в котором каждая молекула, похожая на лекарство, помечена штрих-кодом ДНК," сказал доктор. Мартин Мацук, профессор и заведующий кафедрой патологии и иммунологии, директор Центра открытия лекарств в Бейлоре и соавтор. "Молекулы, которые «прилипают» к белку (в данном случае SARS-CoV-2 Mpro), идентифицируются путем секвенирования штрих-кода прикрепленной к ним ДНК.«Это скрининг быстрого открытия лекарств, и наше исследование демонстрирует огромный потенциал для поиска уникальных молекул, которые могут подавлять вирусы и помогать в этой и будущих пандемиях."
Следующие шаги по дальнейшему тестированию ингибитора против Mpro будут включать модели на животных и другие лабораторные тесты безопасности, прежде чем он сможет начать испытания на людях.
Почему это исследование важно при обнаружении вирусных мутаций?
"Нам нужно найти эффективное лечение COVID-19 в дополнение к вакцинам," сказал доктор. Тимоти Палцкилл, профессор, заведующий кафедрой фармакологии и химической биологии, соавтор. "Быстрый рост вариантов с мутациями, который мы наблюдаем у SARS-CoV-2, показывает нам необходимость иметь возможность проводить эти типы скрининга более быстрым и эффективным способом."
"Мы очень рады опубликовать наше исследование в открытом доступе. Мы считаем, что это будет полезно для научного сообщества во всем мире и для тех групп, которые работают над поиском низкомолекулярных препаратов для борьбы с SARS-CoV-2 ," добавил Чамакури. "В Центре открытия лекарств в Бейлоре собрались несколько человек из разных специальностей, чтобы поддержать эти усилия в то время, когда так много людей страдают."