وداعا الباردة: إدخال المخدرات في جيوب الفيروسات

خارج النافذة ، تشرق الشمس المشرقة ، والهواء ممتلئ بالرطوبة الدافئة ، وقد قرر النسيم البارد قضاء إجازة ، تاركًا لنا الحرارة الممزقة. أريد أن أغير جينزي إلى السروال القصير ، وجهاز كمبيوتر محمول إلى كرة طائرة ، ومكتب إلى الشاطئ. يرتبط فصل الصيف بالعطلات والعطلات ، ولكن في بعض الأحيان يتم ضغط الضيف الذي نتوقعه عادةً في أشهر الشتاء ، أي البرد ، في قائمة الخمول. ليس هناك ما هو أسوأ من درجة الحرارة عندما تكون درجة حرارة الهواء حوالي 30. في فصل الصيف ، تحول العدوى الفيروسية التنفسية الحادة الشخص إلى حلزون ، ببطء نسج على طول الأسفلت الحار ، تاركًا وراءه درب مخاطي.

هل يمكن أن يساعدنا علم الإنقاذ في محاربة فيروسات الأنف؟ بالطبع ، ربما يجيبك العلماء إذا اكتشفوا طريقة جديدة للتعامل مع فيروسات وحيد القرن / الأمعاء الخفية في "جيب" الفيروس غير المستكشف سابقًا. أي نوع من جيب هذا ، ماذا يريد العلماء وضعه فيه ، وكيف سيساعد ذلك على هزيمة فيروسات الأنف؟ سوف نجد الإجابات في تقرير المجموعة البحثية.

أساس الدراسة

بادئ ذي بدء ، نتذكر بسرعة ما لدينا ARVI وما هو عليه حقا.


التصور من فيروسات الأنف.

ARVI ، وهذا هو ، العدوى الفيروسية التنفسية الحادة ، هو نتيجة النشاط النشط للفيروس في جسم الإنسان ، وتحديدا في الجهاز التنفسي. وتشمل هذه الفيروسات فيروسات الأنف من الفيروسات المعوية جنس. واحدة من السمات الهيكلية الرئيسية لفيروس الأنف هي فيريون المفتوحة ، وهذا هو ، جسيم الفيروس دون قذيفة.

في البشر ، تتسبب فيروسات الأنف في التهاب الجهاز التنفسي العلوي ، لأنها تفضل التكاثر في الغشاء المخاطي الذي يغطي البلعوم الأنفي. الأعراض في حالة الإصابة هي إلى حد ما ومألوفة للجميع - درجة الحرارة ، سيلان الأنف ، ألم في الحنجرة. في غياب العلاج وانخفاض الاستجابة المناعية للجسم ، يمكن أن تتطور الالتهابات الفيروسية التنفسية الحادة إلى التهاب الشعب الهوائية أو التهاب الجيوب الأنفية أو التهاب الأذن الوسطى.

هل يمكن علاج فيروسات الأنف و / أو تلقيحها؟ ممكن من الناحية النظرية ، ولكن يكاد يكون من المستحيل ، لأن عدد المتغيرات المصلية للممرض كبير جدا. يتم علاج التهابات فيروسات الأنف عن طريق تخفيف الأعراض ، والفيروس نفسه يهزم الجهاز المناعي.

إذا تحدثنا عن علاج العدوى الفيروسية على هذا النحو ، فإن الأمر يستحق فهم عملية قتل الفيروس نفسه. وكقاعدة عامة ، يتم ذلك عن طريق إدخال دواء فيه ، بشكل تقريبي. في الوقت الحالي ، تكون مثبطات الكابسد الأكثر مثبّتة للدراسة ، والتي توضع في الجيب المسعور للكابسيد الفيروسي.

في الدراسة التي ندرسها اليوم ، حدد العلماء جيبًا غير معروف سابقًا يتكون من البروتينات الفيروسية VP1 و VP3 وهي ميزة شائعة لأنواع مختلفة من فيروسات الأنف المعوية. إدخال الدواء في هذا الجيب سوف يستقر في المنطقة الرئيسية للفيريون ، مما سيمنع التوسع المطابق اللازم لإطلاق الحمض النووي الريبي الفيروسي. لذلك ، لا مخاط والسعال والحمى. موافق ، يبدو ملهمًا جدًا.

نتائج البحوث

الصورة رقم 1

لقد وجد العلماء أن المركب 17 ( 1a ) ، وهو مشتق من benzenesulfonamide ، هو مثبط قوي لسلالة B3 من فيروس Coxsackie. تركيز النصف الأقصى الفعال (EC50) هو 0.7 ± 0.1 ميكرومتر ( 1 ب ).

يمنع المركب 17 أيضًا تكرار CVB1 و CVB6 ، ويظهر نشاطًا معتدلًا ضد فيروس CVB4 و CVB5 و Coxsackie A9 (CVA9) ، لكنه لا يتفاعل مع CVB2 حتى عند أعلى تركيز تم اختباره ( 1b ). أيضا ، لا يتم تثبيط هذا المركب في CVA16 و EVA71 (المجموعة EV-A) ، CVA21 و PV1 (المجموعة EV-C) ، EVD68 (المجموعة EV-D) وفيروسات الأنف B14 (RVB14 ، RV-B).

تم أيضًا تأكيد نشاط مضاد للفيروسات للمركب 17 في تحليل الحمل الفيروسي ، حيث قلل من الطريقة المعتمدة على الجرعة لتشكيل الحمض النووي الريبي النووي CVB3 و CVB3 مع قيم EC50 بقيمة 0.4 ± 0.01 μM و 1.1 ± 0.3 μM ، على التوالي ( 1 ثانية ).

المركب 17 ، مثل pleconaril (دواء مضاد للفيروسات) ، يستهدف تكرار CVB3 في المراحل المبكرة من الدورة الفيروسية. في حالة إدخال المركب 17 ، بعد ساعتين من الإصابة ، يتم تقليل النشاط المضاد للفيروسات إلى حد كبير ( 1d ).

يذكرنا العلماء أن مثبطات فيروسات الأمعاء في المراحل المبكرة (على سبيل المثال pleconaril) تتفاعل مع كبسولات فيروسية وتزيد من مقاومتها للإعاقة الحرارية. زاد المركب 17 من الاستقرار الحراري لـ CVB3 بمقدار 1.5 عند درجة حرارة 46 درجة مئوية وبنسبة 2.1 درجة مئوية عند 49 درجة مئوية ( 1e ).

إذا تم الجمع بين المركب 17 و pleconaril ، فسيتم ملاحظة نشاط تآزر مضاد للفيروسات. أي أن هاتين المادتين لهما آليات مختلفة للعمل المضاد للفيروسات ( 1f ).

تسمح لنا بيانات المراقبة باستنتاج أن المركب 17 مناسب تمامًا للاختبارات المتعلقة بالجيب المكتشف في القفيصة الفيروسية.

من أجل النظر بشكل أفضل في عملية تفاعل المركب 17 والقفص الفيروسي CVB3 ، أجرى العلماء المجهر الإلكتروني.


الصورة رقم 2

تم تحديد السلاسل الجانبية للبروتين كابسيد بسهولة ، ويمكن بسهولة تماثل نموذج التماثل في نانسي CVB3 في خريطة الختم. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت سلالة نانسي من البرد نقصًا في ضغط عامل الدهون في الجيب المسعور لـ VP1. ومع ذلك ، كشف تحليل الاختلافات عن ضغط إضافي ، يمكن ربطه بالنموذج الذري للمركب 17 ( 2 أ ، 2 ج ).

كما يتضح من الصورة 2 ب ، يحتوي المركب على شكل حرف L مع كتف طويل وقصير ، مما يسمح بـ "الالتحام" مع الاتصال 17. أوضح المحاكاة أن الاتصال 17 متصل في الجيب عن طريق كتلتين VP1 وكتلة VP3 واحدة على واجهة protoprotomer. نظرًا لنوع تكافؤ الأجسام المضادة للفيروس ، يمكن أن يكون هناك 60 منطقة من هذا النوع في عرض واحد ( 2c ).

تقع المنطقة قيد النظر على مسافة 16 Å من الجيب المسعور الذي يستهدفه pleconaril. وبالتالي ، فإن المركب 17 لا يعمل في نفس المكان الذي يستخدم فيه بليكوناريل ، أي دون تدخل في نشاطه المضاد للفيروسات ، ولكنه مكمل له.

قام العلماء بمحاكاة التفاعلات داخل البروتينات والواجهات والهياكل والمركبات ، والتي أظهرت بقايا VP1 (73 ، 75-78 ، 155-157159-160 ، 219 و 234) و VP3 (233-236) ، والتي تشكل جيبًا ( 2d و 2e ) .

أظهر تحليل للحفاظ على بقايا الجيب هذه في 56 متوالية من الأحماض الأمينية لـ CVB3 أن 7 من أصل 16 يتم الحفاظ عليها بالكامل (أي ، يوجد 17 مركبًا في الداخل) ، وأظهر حوالي 14 من المخلفات نتيجة للحفظ بنسبة 97٪. يحدث الحفاظ على الجيب أيضًا في جميع الفيروسات المعوية من المجموعة B.

ومع ذلك ، ليست كل الفيروسات عرضة بسهولة للتثبيط بواسطة المركب 17. لذلك ، كان من الضروري فهم ما الذي يجعلها شديدة المقاومة. للقيام بذلك ، نفذ العلماء اختيار نسيلي ، وسلطوا الضوء على 4 طفرات من المقاومة. توجد ثلاثة من طفرات الأحماض الأمينية الأربعة على مقربة من الجيب (F76C ، E78G و A98V) ، وآخر (D133G) كان بعيدًا تمامًا.


مدى تأثير المركب 17 و rupintrivir (مثبط البروتياز 3C) و TP0219 (المركب المستنفد للجلوتاثيون) على تكرار CVB3 WT ومتغيرات CVB3 المعدلة.

أعد العلماء 12 طفرة CVB3 في استنساخ CVB3 من خلال الهندسة العكسية. كما تم إنشاء نسخة مستقلة عن الجلوتاثيون من VPB1_T77M CVB3 ، مقاومة للمركب المستنفد للجلوتاثيون TP0219.

فقط ثمانية من 12 طفرة كانت قابلة للحياة ( 2 د ) ، 7 منها كانت مقاومة للمركب 17 وتتفاعل بشكل متساوٍ مع الروبنتريفير.

أظهر فحص الطفرة المقاومة الوحيدة البعيدة عن الجيب أن VP1_D133G أكثر مقاومة للحرارة من CVB3 Nancy ، ولا يزال المركب 17 قادرًا على ثباته. وهذا يعني أن VP1_D133G عبارة عن طفرة تعويضية وليست طفرة تمنع ربط المركب 17.

لكن VP1_T77 كان متورطا في ربط الجلوتاثيون. أظهر التحليل أن البديل المستقل للجلوتاثيون VP1_T77M CVB3 لديه حساسية منخفضة للمركب 17. كما وجد أن الجلوتاثيون إيثيل استر ليس له أي تأثير على النشاط المضاد للفيروسات للمركب 17 حتى في أعلى تركيز تم اختباره.

بعد ذلك ، فحص العلماء درجة التأثير المحتمل للمركب 17 على ربط المستقبلات الفيروسية. لهذا ، تم استخدام بروتين فيروس كوكساكي البشري ومستقبلات الفيروسة الغدانية (hCAR) المرتبطة في سلسلة. لم تقل تقارب الارتباط لـ CVB3 في وجود المركب 17 حتى عند أعلى تركيز تم اختباره. بالإضافة إلى ذلك ، كان المركب 17 نشطًا ضد الفيروس المعوي المعتمد على CD55 * (فيروس E-11).

CD55 (مكمل عامل تسريع التحلل) * - بروتين الغشاء ، مكمل لمثبط النظام.

يتم تأكيد البيانات التجريبية أيضًا من خلال حقيقة أن مواقع الربط الخاصة بمستقبلات Coxsackie + adenovirus و CD55 + CVB3 لا تتقاطع مع الجيب.

وهكذا ، وجد العلماء أن المركب 17 يتكامل تمامًا في جيب القفيصة لمختلف الفيروسات. المرحلة التالية من الدراسة هي التحقق من فعالية الدواء الذي تم إدخاله في هذا الجيب.


الصورة رقم 3

خلال هذا الاختبار ، تم استخدام كل من المواد المتاحة تجاريا (المركبات 20-50) والتعديلات المصنوعة في المختبرات - المركبات 51-81.

جعلت المعرفة بشأن نشاط المجمع 17 من الممكن عزل الخصائص المحددة اللازمة لإعداد المستقبل. قام العلماء بتحليل المعلومات من المقايسات المضادة للفيروسات واستخدامها في تخليق نظائر أكثر نشاطا للمركب 17.

أدى التوليف إلى نظائرها التي كانت نشطة ضد عدد من الفيروسات المعوية: EV-B (CVB) ، EV-C (PV1 و CVA21) ، EV-D (EVD68) ، RV-A (RVA09 ، RVA59 و RVA63) و RV-B ( RVB14) ( 3 أ ). لسوء الحظ ، لم يكن أي من المركبات التي تم إنشاؤها نشطًا ضد فيروسات EVA (CVA16 و EVA71).


المركبات ذات النشاط المحتمل الأقصى فيما يتعلق ببعض الفيروسات.

بين جميع نظائرها ، كانت المركبات 29 و 48 نشطة ضد جميع CVBs 6 (فيروسات مجموعة B BK Koskashi). 48 مركب يمنع تماما النسخ المتماثل PV1 بتركيز 144 ميكرون. مركب 77 أظهر نشاط مضاد للفيروسات ضد RV-A و RV-B.

كما هو موضح في الصورة رقم 3 ، يكمل شكل الجزيئات الجديدة شكل الجيب. تمكن العلماء من إقامة علاقة هيكلية-خواص واضحة (التركيب الكيميائي للجزيء إلى نشاطه البيولوجي) من مجموعة الكربوكسيل في الموضع R3 ، حيث تكون ذرة الهيدروجين ضرورية لنشاط مضاد للفيروسات ، وفي الموضع R2 ، حيث تثبت مجموعة الهيدروكسيل فائدتها لتأثير مضاد للفيروسات واسع. أظهرت بنية Cryo-EM أن هناك تكاملًا للشحن بين R3 والبقايا المثبطة VP1_R234.

يشير إجمالي نتائج الاختبارات إلى وجود درجة عالية إلى حد ما من تنفيذ المركبات التي تم اختبارها في جيوب فيروسات كابسيد من مجموعات مختلفة.

للتعرف أكثر تفصيلاً على الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصي بأن تنظر في تقرير العلماء ( هنا أو هنا )

خاتمة

بإيجاز ، حدد العلماء جيوبًا في بنية الفيروسات المعوية التي يمكن أن تملأ بالعقاقير التي تمنع انتشار الفيروس أو تدمره تمامًا.

كانت الشخصية الرئيسية 17 مركبة ونظائرها المعدلة ، والتي أظهرت درجة عالية من النشاط ضد CVB3. تتشابه الجيوب التي تم تحديدها تمامًا مع بعضها البعض في مجموعات مختلفة من الفيروسات ، مما يسمح بمواصلة تطوير العقاقير باستخدام مجموعة واسعة من الإجراءات.

وبعبارة أخرى ، يمكن الآن بسهولة التغلب على الفيروسات التي لم يعالجها أحد من قبل. بطبيعة الحال ، ليس الاعتماد على الجهاز المناعي البشري هو الفكرة الأكثر منطقية ، بالنظر إلى عدد الأمراض والتشوهات التي يمكن أن تؤدي إلى تعطيل عملها ، وفتح الأبواب أمام جسم الإنسان أمام مجموعة واسعة من الفيروسات. مثل هذا البحث والتطوير مهم للغاية في عصرنا ، بالنظر إلى سكان الكوكب ومعدل التحضر. وهذه المؤشرات تؤثر بشكل كبير على معدل انتشار الالتهابات الفيروسية. بالإضافة إلى ذلك ، عند تناول دواء يمكنه التغلب على الفيروس في الجذر ، لا يحتاج الشخص إلى التعامل مع كل أعراض بشكل فردي ، أي شراء مجموعة من الأدوية الأخرى (قطرات ، بخاخات ، أقراص ، معلقات ، وما إلى ذلك).

سيواصل العلماء عملهم ، مع التركيز على العثور على مركبات ستكون أكثر فعالية ضد أكبر عدد ممكن من الفيروسات. لا يمكننا إلا أن نتمنى لهم حظًا سعيدًا ، وحتى يكملوا المهمة ، قاتلوا من تلقاء أنفسهم.



شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية به لأصدقائك ، خصم 30 ٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من خوادم الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية من 20 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).

ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ فقط لدينا 2 من Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6 جيجا هرتز 14 جيجا بايت 64 جيجا بايت DDR4 4 × 960 جيجا بايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 199 دولار في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 سعة 2 جيجا هرتز 6 جيجا بايت 128 جيجا بايت ذاكرة DDR3 2x960GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - من 99 دولار اقرأ عن كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟