Междисциплинарная исследовательская группа, включающая Немецкий центр по изучению инфекционных заболеваний (DZIF), выявила два кандидата в противовирусные препараты, эффективные против широкого спектра вирусов.
Как проводилось исследование
Учёные использовали компьютерное моделирование для поиска специфических метаболических процессов, необходимых для размножения вирусов, но не жизненно важных для самой клетки. С помощью этого метода команда определила два активных вещества, которые успешно боролись с различными вирусами в ходе начальных лабораторных испытаний.
Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.
Актуальность исследования
Пандемия COVID-19 подчеркнула острую необходимость в противовирусных препаратах с широким спектром действия — как для лечения текущих инфекций, так и для предотвращения возможных новых патогенов с пандемическим потенциалом.
Метод исследования
Международная группа исследователей, включающая биоинформатиков, системных биологов и вирусологов, разработала перспективный метод, сочетающий компьютерное моделирование и экспериментальное тестирование. Этот метод ускоряет процесс идентификации и разработки противовирусных средств, которые могут иметь решающее значение в случае будущих пандемий.
Используя данные из тканей, инфицированных вирусами, международная исследовательская группа разработала компьютерные модели, представляющие сложный метаболизм клеток. Затем команда использовала эти тканеспецифичные модели для имитации репликации различных РНК-вирусов, которые представляют особый интерес из-за их пандемического потенциала.
«С помощью этих моделей мы предсказали специфические метаболические пути, необходимые для репликации вирусов, которые представляют собой потенциальные мишени для противовирусной терапии», — объясняет профессор доктор Андреас Дрэйгер из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге. До начала этого года профессор доктор Дрэйгер был учёным DZIF в Институте биоинформатики и медицинской информатики Тюбингенского университета.
«Затем мы искали в существующих базах данных лекарств вещества, которые ингибируют именно эти метаболические процессы», — говорит Алина Ренц, первый автор исследования.
Результаты
Эксперименты по инфицированию в клеточных культурах подтвердили, что два кандидата в лекарственные препараты — фенформин и атпенин А5 — эффективно подавляют репликацию вирусов.
«Фенформин влияет на метаболизм клетки и поэтому ранее использовался в качестве лекарства при диабете 2 типа», — объясняет профессор доктор Кристоф Калета из Института экспериментальной медицины Кильского университета и университетской клиники Шлезвиг-Гольштейн.
«Поскольку фенформин хорошо изучен для применения у людей, наши результаты могут быть использованы для создания поддерживающей терапии против инфекций, вызванных коронавирусом или флавивирусами, в относительно короткие сроки».
В экспериментах на животных с инфицированными SARS-CoV-2 хомяками фенформин значительно снизил вирусную нагрузку в дыхательных путях. В клеточных культурах фенформин также подавлял размножение вирусов денге, для которых в настоящее время не существует одобренного лечения.
Необходимы дальнейшие клинические исследования, чтобы определить, имеет ли фенформин противовирусный эффект у людей. В отличие от фенформина, атпенин А5 является экспериментальным веществом, которое демонстрирует возможность методологического подхода в клеточной культуре.
Дальнейшие исследования должны определить, можно ли использовать варианты этого вещества в моделях на животных, где они будут переносимы и будут оказывать противовирусное действие.
По словам учёных, разработанные методы и выявленные кандидаты в лекарственные препараты являются важным шагом в быстрой разработке потенциальных методов лечения будущих пандемий.
Предоставлено Deutsches Zentrum für Infektionsforschung.