Исследователи обнаружили потенциальные цели для терапии COVID-19

Команда биохимиков и вирусологов из Университета Гете и больницы Франкфуртского университета смогла наблюдать, как изменяются клетки человека при заражении вирусом SARS-CoV-2, вызывающим COVID-19 у людей.

Ученые протестировали ряд соединений на лабораторных моделях и обнаружили некоторые из них, которые замедляли или останавливали размножение вируса. Эти результаты теперь позволяют сузить поиск активного вещества до небольшого числа уже одобренных препаратов.

С начала февраля медицинская вирусология Франкфуртской Университетской больницы располагает системой культивирования инфекционных клеток SARS-CoV-2. Франкфуртским ученым из команды профессора Сандры Цезек удалось культивировать вирус в клетках толстой кишки из мазков, взятых у двух инфицированных людей, возвращавшихся из Уханя.

Используя методику, разработанную в Институте биохимии Франкфуртского университета имени Гете, исследователи из обоих институтов вместе смогли показать, как инфекция SARS-CoV-2 изменяет клетки-хозяева человека.

Ученые использовали особую форму масс-спектрометрии под названием mePROD, который они разработали всего несколько месяцев назад. Этот метод позволяет определить количество и скорость синтеза тысяч белков внутри клетки.

Полученные результаты рисуют картину прогрессирования инфекции SARS-CoV-2: в то время как многие вирусы останавливают производство белка хозяина в пользу вирусных белков, SARS-CoV-2 лишь незначительно влияет на производство белка клетки-хозяина, причем вирусные белки, по-видимому, производятся в конкуренции с белками клетки-хозяина.

Вместо этого инфекция SARS-CoV-2 приводит к повышенному механизму синтеза белка в клетке. Исследователи подозревали, что это было слабое место вируса, и действительно смогли значительно уменьшить размножение вируса, используя нечто известное как ингибиторы трансляции, которые остановили производство белка.

Через двадцать четыре часа после заражения вирус вызывает отчетливые изменения в составе протеома хозяина: в то время как метаболизм холестерина снижается, активность углеводного обмена и модификации РНК в качестве предшественников белка увеличивается. В соответствии с этим ученым удалось остановить размножение вируса в культивируемых клетках путем применения ингибиторов этих процессов. Подобный успех был достигнут при использовании вещества, которое ингибирует производство строительных блоков для вирусного генома.

Полученные результаты уже вызвали ажиотаж: в соответствии с общепринятой практикой с начала пандемии франкфуртские исследователи немедленно опубликовали эти результаты на препринтном сервере и на веб-сайте Института биохимии II.

Профессор Сандра Цезек, директор Института медицинской вирусологии при университетской больнице Франкфурта, объясняет: «в такой уникальной ситуации, как эта, мы должны идти по новым путям в исследованиях. Уже существующее сотрудничество между лабораториями Cinatl и Münch позволило быстро сфокусировать исследования на SARS-CoV-2. Полученные до сих пор результаты являются прекрасным подтверждением такого подхода к междисциплинарному сотрудничеству.»

Среди веществ, остановивших размножение вируса в системе клеточной культуры, была 2-Дезокси-D-Глюкоза (2-DG), которая непосредственно вмешивается в углеводный обмен, необходимый для размножения вируса.

Американская компания Moleculin Biotech обладает веществом под названием WP1122, пролекарством, похожим на 2-DG. Недавно компания Moleculin Biotech объявила, что они готовят клиническое испытание с этим веществом, основанное на результатах из Франкфурта.

На основе еще одного вещества, испытанного во Франкфурте, рибавирина, канадская компания Bausch Health Americas начинает клиническое исследование с участием 50 участников.

Кристиан Мюнх, руководитель группы контроля качества белка в Институте биохимии II и ведущий автор исследования, комментирует: «Благодаря разработанной нами технологии mePROD мы впервые смогли проследить клеточные изменения при заражении с течением времени и с высокой детализацией в нашей лаборатории.

-Мы явно отдавали себе отчет в потенциальном размахе наших открытий. Однако они основаны на системе культивирования клеток и требуют дальнейшего тестирования. Тот факт, что наши результаты теперь могут немедленно вызвать дальнейшие исследования in vivo с целью разработки лекарств, безусловно, является большой удачей.»

Denisa Bojkova, Kevin Klann, Benjamin Koch, Marek Widera, David Krause, Sandra Ciesek, Jindrich Cinatl, Christian Münch, SARS-CoV-2 infected host cell proteomics reveal potential therapy targets. Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2332-7