На данный момент достоверно установлено, что мутировавший бета-коронавирус SARS-CoV-2 вызывает инфекционное заболевание у человека (CoViD-19), проникая в организм и связывая свои шиповидные белки («спайк-протеины») с рецепторами ACE2 на поверхности клеток.
Разработаны и синтезированы пептиды (аминокислотные молекулы), напоминающие рецепторы ACE2, которые, которые, как указано выше, являются главной мишенью спайк-протеинов коронавируса.
Эти пептиды «обманом» заставляют вирус связываться с ними, а не с клеткой, что потенциально может инактивировать SARS-CoV-2 до запуска клинически значимого инфекционного процесса.
Авторы публикации полагают, что открыта возможность разработки назальных спреев или поверхностных дезинфектантов на основе синтетических пептидов; такие средства подавляли бы или полностью блокировали патогенную активность SARS-CoV-2.
На момент публикации в США зарегистрировано примерно 28 миллионов случаев CoViD-19, из них свыше полумиллиона результировали летальным исходом. Несмотря на то, что полным ходом осуществляется программа вакцинации, призванная хотя бы сдержать распространение опасной инфекции, по-прежнему существует острая необходимость в альтернативных способах предотвращения коронавирусной болезни.
Чтобы инфекция стала болезнью, вирус SARS-CoV-2 должен каким-либо образом (воздушно-капельным, через слизистые оболочки и т.п.) проникнуть в организм, – причем «инфицирующая доза» должна быть достаточно большой, – а затем прикрепиться к клеточным рецепторам ACE2. Эта разновидность рецепторов в теле человека присутствует повсюду, включая сосудистую систему, носоглотку, мозг и т.д., но особенно высока их концентрация в легких и тонком кишечнике. Связавшись с рецептором, коронавирус внедряется в клетку и высвобождает собственный генетический материал, перестраивая генетику клетки на производство все новых копий SARS-CoV-2. Этот механизм типичен для любых вирусов.
Особенность SARS-CoV-2 в том, что он очень эффективен в реализации описанного патогенного сценария, и ключевым моментом здесь выступает именно способность плотно прикрепляться к поверхностным рецепторам клетки с помощью шиповидного белка.
Если иммунная система по каким-то причинам запаздывает с обнаружением этой активности и не начинает своевременную контратаку, коронавирус беспрепятственно продолжает репликацию и, тем самым, уничтожает клетки. Как и большинство других патогенов, коронавирус опасен прямым повреждением и разрушением клеток в сочетании с возможной неадекватной реакцией иммунной системы, – что в совокупности и обусловливает характерную для COVID-19 симптоматику.
Профилактика коронавирусной болезни имеет ряд абсолютных преимуществ перед ее лечением, поэтому поиск способов доклинического блокирования активности SARS-CoV-2 является критически важной задачей.
Возможно, исследовательская группа из Университета штата Огайо вплотную подошла к решению этой задачи. Если эффективность разработки подтвердится, подавлять или инактивировать коронавирус до развития болезни в клинической форме станет возможным как внутри, так и вне организма человека. Работа опубликована в журнале «Bioconjugate Chemistry».
Соавторы (доцент ветеринарии Амит Шарма, доцент-исследователь в области фармацевтики и фармакологии Росс Ляру и др.) сосредоточили усилия на использовании пептидов как возможном способе «одурачить» SARS-Cov-2, заставляя его изначально прикрепляться не к клеткам, а к чему-то другому.
Применялась новая технология кристаллизации белков в комбинации с электронной микроскопией. Особое внимание уделялось точкам контакта между спайк-протеином вируса и клеточным рецептором ACE2. В результате подана патентная заявка о новом способе инактивации SARS-Cov-2 путем его превентивного связывания с искусственными пептидами, имитирующими контактную мишень коронавируса.
В ближайших планах исследовательской группы – разработка эффективных мелкодисперсных противовирусных средств, в том числе с учетом появляющихся мутаций SARS-Cov-2.
