Новое решение в борьбе с вирусами

Большинство бактериальных инфекций можно лечить с помощью антибиотиков, которые открыты несколько десятилетий назад, например пенициллином. Однако такие препараты бесполезны против вирусных инфекций, включая грипп, простуду и смертельные геморрагические лихорадки вроде Эбола.

Команда исследователей из лаборатории Линкольна при  Массачусетском технологическом институте (MIT Lincoln Laboratory) разработала препарат, который может идентифицировать клетки, заражённые любым типом вируса, а затем убить эти клетки, чтобы прекратить инфекцию.

В статье, опубликованной в журнале PLoS ONE, исследователи рассказали о тестировании своего препарата, который был обращён против 15 вирусов. Учёные обнаружили, что средство оказалось эффективным против всех вирусов, в том числе риновирусов, вызывающих простуду, против гриппа H1N1, желудочного гриппа, вируса полиомиелита, лихорадки денге и некоторых других видов геморрагической лихорадки.

Мишенью препарата является двойная РНК, которая производится только в клетках, заражённых вирусами. «Теоретически она должна работать против всех вирусов, — говорит Тодд Райдер (Todd Rider, на фото под заголовком), старший научный сотрудник химической лаборатории Линкольна. — Поскольку технология имеет широкий спектр действия, она потенциально может быть использована и для борьбы со вспышками новых вирусных инфекций, таких как 2003 ТОРС (тяжёлый острый респираторный синдром)».

Идея противовирусной терапии широкого спектра пришла к Райдеру 11 лет назад после разработки биосенсора CANARY (Cellular Analysis and Notification of Antigen Risks and Yields), который может быстро идентифицировать болезнетворные микроорганизмы.

«Если вы обнаружили патогенные бактерии в окружающей среде, то наверняка сможете подобрать  антибиотик, который может быть использован для лечения того, кто  заразился  такого рода инфекцией. В то же время  существует немного видов лечения, если речь идёт вирусном заболевании», — добавляет исследователь.

Есть несколько препаратов для борьбы с конкретными вирусами, такие как ингибиторы протеаз, использующиеся для контроля ВИЧ-инфекции, но они сравнительно малочисленны и восприимчивы к вирусным сопротивлениям.

Райдер черпал вдохновение для своего терапевтического средства, получившего название DRACO (Double-stranded RNA Activated Caspase Oligomerizers), из системы защиты самих клеток.

Когда вирусы заражают клетки, они подчиняют их клеточные механизмы в своих целях, то есть создавая несколько копий вируса. Во время этого процесса вирусы создают длинные нити двухцепочечной РНК (дцРНК), которые не встречается в человеческих клетках, а также в клетках  животных.

В рамках своей естественной защиты от вирусных инфекций человеческие клетки вырабатывают белки, которые цепляются к дцРНК, таким образом давая начало каскаду реакций, которые предотвращают размножение вируса внутри клетки. Тем не менее многие вирусы могут перехитрить эту систему, блокируя один из шагов в данном каскаде реакций.

Райдер решил объединить дцРНК-связывающий белок с другим белком, который вызывает клеточный апоптоз  (запрограммированное самоубийство клетки). Такой механизм запускается в клетке, например, когда клетка определяет, что становится злокачественной. Поэтому когда один конец DRACO связывается с дцРНК, это сигнализирует другому концу DRACO инициировать клеточное самоубийство.

Сочетание этих двух элементов является отличной идеей и весьма оригинальным подходом, — комментирует Карла Киркегаард (Karla Kirkegaard), профессор микробиологии и иммунологии Стэнфордского университета. «Вирусы довольно хорошо развивают устойчивость к различным методикам, которые мы применяем в борьбе с ними, но в этом случае трудно представить простой путь к лекарственной устойчивости», — добавляет она.

Каждый DRACO включает в себя специальные маркеры, взятые из клеточных белков, которые позволяют  пересечь барьер в виде клеточных мембран, будь то клетка человека или животного. Однако если  дсРНК не присутствует в клетке, DRACO покидает её, оставляя невредимой.

Большинство тестов, представленных в данном исследовании, были сделаны с использованием клеточных культур человека, а также животных, культивированных в лаборатории, но исследователи проверили работу DRACO и на мышах, инфицированных вирусом гриппа H1N1. DRACO полностью излечил грызунов от инфекции. Тесты также показали, что средство само по себе нетоксично для мышей.

Исследователи в настоящее время тестируют DRACO против других вирусов, встречающихся  у мышей, и при этом продолжают получать многообещающие результаты. Райдер сообщает, что надеется получить разрешения для испытания технологии на более крупных животных и провести клинические испытания на человеке.