Обнадеживающая стратегия борьбы с SARS-CoV-2: ингибиторы синтеза пиримидинов + аналоги нуклеозидов
В недавнем исследовании, опубликованном в Nature, Дэвид С. Шульц с соавт. продемонстрировали новый высокоэффективный метод терапии для борьбы с вирусом SARS-CoV-2. Суть его в комбинации ингибиторов биосинтеза пиримидинов с противовирусными средствами-аналогами нуклеозидов [1].
▶ Читайте также: История о двух мишенях для противовирусных средств и связывающих их препаратах против COVID-19
К 10 февраля 2022 года число зараженных вирусом SARS-CoV-2 достигло 400 млн человек по всему миру, смертность составила 5,79 миллиона человек. Симптомы, развивающиеся у пациентов, зараженных SARS-CoV-2, варьируются от легких до тяжелых клинических исходов. Несмотря на то, что ряд вакцин и препаратов уже вошли в клиническую практику, эффективная противовирусная терапия против постоянно эволюционирующего вируса по-прежнему отсутствует.
SARS-CoV-2 является представителем семейства одноцепочечных РНК-вирусов с положительной цепью. Вирус реплицирует свою РНК с помощью фермента РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp, от англ. RNA-dependent RNA polymerase). Препараты-аналоги нуклеозидов могут тормозить этот этап, встраиваясь в растущую цепь вирусной РНК благодаря ферменту RdRp, и тогда процесс репликации РНК вируса вынужденно прекращается или же настолько изменяется, что в конечном итоге все равно останавливается [2]. Сейчас аналоги нуклеозидов постепенно занимают нишу крупного класса одобренных противовирусных препаратов. Из-за крайне консервативной структуры фермента RdRp у различных вирусов считается, что некоторые аналоги нуклеозидов могут оказаться эффективными для ингибирования SARS-CoV-2.
В условиях in vivo, основной клеточной мишенью SARS-CoV-2 является респираторный эпителиоцит. Авторы воспользовались клеточной линией респираторного эпителия человека Calu-3 для скрининга библиотеки низкомолекулярных соединений, в которой были и одобренные препараты, и препараты, проходящие клинические испытания, и препараты с противовирусной активностью с хорошо известными молекулярными мишенями [3]. После всесторонней оценки эффективности и токсичности каждого соединения учеными были отобраны 122 вещества, около 13 % из которых относились к аналогам нуклеозидов (включая такие препараты, как ремдесивир и молнупиравир, которые уже одобрены для использования при лечении SARS-CoV-2) [4, 5]. Чтобы определить широту противовирусной активности этих аналогов нуклеозидов, был проведен ряд испытаний с группой клеточных линий, которых заражали вирусом SARS-CoV-2. Было обнаружено, что в зависимости от типа клеток разные аналоги нуклеозидов проявляли свою специфическую противовирусную активность. Например, туберкулин проявлял противовирусную активность в клетках линии Calu-3, Caco-2 и Huh7.5, но оказался токсичным для клеток линий A549-Ace2 и Vero. Напротив, тиогуанин и 6-меркаптопурин проявили свою активность в клетках Calu-3 и A549-Ace2, однако подобного не наблюдалось в клетках Caco-2 или Vero. Препараты ремдесивир и молнупиравир проявили самую высокую противовирусную активность. Поскольку ремдесивир является аналогом аденозина, а молупиравир — аналогом цитозина, предполагалось, что комбинация ремдесивира и молнупиравира окажется примером противовирусного синергизма, однако, согласно результатам дальнейших исследований, был сделан вывод о наличии лишь аддитивного эффекта.
Аналоги нуклеозидов могут действовать как синтетические аналоги при репликации ДНК или РНК. Кроме того, некоторые аналоги нуклеозидов также действуют как антиметаболиты, расходуя пул дезоксинуклеотидов, необходимых для репликации ДНК, или ингибируя ферменты биосинтеза нуклеозидов путем связывания с метаболическими ферментами и конкурируя с природными лигандами для ингибирования синтеза РНК. Поэтому считается, что антиметаболиты действуют как противовирусные широкого спектра действия.
Существует два пути биогенеза нуклеозидов в клетках: синтез de novo и т. н. путь спасения. Синтез de novo обеспечивает достаточное количество энергии для репликации вируса, в отличие от пути спасения. Основываясь на этом, исследователи провели скрининг ряда соединений, которые ингибируют ферменты биосинтеза нуклеозидов. В результате они обнаружили два ингибитора DHODH (фермент дигидрооротатдегидрогиназа — прим. перев.), задействованных в процессе синтеза пиримидина de novo, BAY-2402234 и Brequinar, а также ингибитор UMPS — пиразофурин.
Удивительно, но ингибиторы DHODH при совместном применении с ремдесивиром и молнупиравиром демонстрируют поразительный синергизм. Применение комбинированной терапии (ингибиторов DHODH в сочетании с ремдесивиром и молнупиравиром) продемонстировало положительные результаты против различных штаммов SARS-CoV-2 (альфа, бета, гамма и дельта). Несомненно, такие результаты внушают надежду на разработку новых препаратов для лечения SARS-CoV-2 (см. рис. 1).
С конца 2019 года эта катастрофа в той или иной степени влияет на весь мир; хотя некоторые вакцины и лекарственные препараты проходят клинические испытания, необходимость разработки эффективных лекарственных средств или методов лечения для борьбы с SARS-CoV-2 является крайне актуальной проблемой вследствие постоянных мутаций вируса (благодаря которым повышается вирулентность SARS-CoV-2, его способность ускользания от действия вакцин) и неэффективности существующих лекарственных препаратов. После скрининга противовирусной активности 18 000 лекарств в условиях естественной инфекции SARS-CoV-2 в эпителиальных клетках воздухоносных путей человека командой Дэвида С. Шульца была выявлена противовирусная активность и селективность действия ремдесивира и молнупиравира в отношении SARS-CoV-2. Также исследователи доказали, что комбинация ремдесивира и молнупиравира с ингибиторами DHODH является эффективной для торможения репликации вируса и снижения интенсивности воспаления после заражения SARS-CoV-2. Такая комбинированная терапия представляет собой новое направление лечения SARS-CoV-2 и новых штаммов этого вируса. Согласно данным исследователей, Паксловид (препарат, содержащий ингибитор протеазы SARS-CoV-2) в сочетании с молнупиравиром или ремдесивиром демонстрирует аддитивный противовирусный эффект против бета- или дельта-штаммов SARS-CoV2. Таким образом, существует много потенциальных комбинаций, эффективность которых необходимо проверить в ходе клинических испытаний. Ведь благодаря этим комбинациям появляется реальный шанс изменить ход развития этой ужасной пандемии. Как можно более скорое преодоление последствий пандемии SARS-CoV-2 является одной из самых важных задач здравоохранения, а применение комбинированной противовирусной терапии может открыть второй фронт на пути к победе в этой войне.
