ВИЧ помог ученым приблизиться к созданию панацеи

Массачусетский технологический институт (MIT) объявил о сенсационной разработке – лекарстве, способном лечить чуть ли не любой вирус. Уже проверена его эффективность против 15 различных вирусных заболеваний. Над этой задачей бьются многие исследователи, но сотрудники MIT нашли новый, возможно, более эффективный способ. Конечно, это не значит, что в мире останется одно-единственное суперлекарство. Но успешная разработка подобного препарата сравнима по значимости с изобретением антибиотиков.

Широкое распространение антибиотиков в 50-х годах прошлого века позволило радикально снизить смертность от бактериальных болезней. Своим успехом антибиотики во многом обязаны тому, что некоторые их классы эффективны против целых групп бактерий. Антибиотики универсальны, и в этом их сила. С антивирусными препаратами дело обстоит иначе: они, как правило, специфичны для конкретного вируса и не действуют даже на его ближайших родственников. Появление универсальных препаратов, которые будут эффективны против целого ряда вирусов, сделает лечение вирусных болезней столько же действенным, как борьба с бактериальными заболеваниями сейчас.
 
Проблема с разработкой любых, не только универсальных антивирусных препаратов, заключается в том, что очень большая часть вирусного жизненного цикла осуществляется клеткой-хозяином и использует нормальные клеточные процессы. Убить вирус, не убив клетку-хозяина, а с ней многие здоровые клетки, очень сложно, лечение в таком случае может повредить в первую очередь самому организму. Грубо говоря, чтобы препарат эффективно действовал, он должен отличать больную клетку от здоровой по какому-то признаку, у него должна быть мишень, в которую он будет метить. У вирусов очень мало собственных мишеней, а те, что есть, как правило, являются специфичными белками, которые у каждого вируса свои. Например, большое количество препаратов, разработанных против ВИЧ-1, не эффективны против ближайшего его родственника – ВИЧ-2, потому что структура белков у этих вирусов отличается.

Тем не менее, многие ученые ищут общие закономерности или процессы, которые позволили бы атаковать одним препаратом разные вирусы. Найти какие-то мишени, общие для многих вирусов и при этом не присущие здоровым клеткам. Одной из таких уязвимых точек является липидная оболочка, которой покрыты многие вирусы. Эту липидную оболочку они берут из мембраны клетки-хозяина, когда покидают ее. На первый взгляд, атаковать липидную оболочку не стоит, потому что тогда под удар попадет и клеточная мембрана здоровых клеток. Однако есть отличие вирусной оболочки от клеточной мембраны – последняя  постоянно обновляется и ремонтируется клеткой, а вирус (будучи метаболически неактивным) не может ремонтировать свою оболочку. Кроме того, мембрана большинства клеток не очень изогнута, а вокруг маленького вируса липидной оболочке приходится значительно искривляться. Был найден ряд препаратов, которые встраиваются в липидную оболочку, накапливаются и повреждают ее. Клетки это повреждение чувствуют меньше и к тому же могут починить поврежденную мембрану, вирусы же от таких препаратов погибают.  

Это один путь. Другой – тот самый, которым пошли в MIT. Действие препарата DRACO, разработанного там, основан на том, что многие вирусы в ходе своей репликации синтезируют так называемую двухцепочечную РНК. В обычной клетке такой молекулы не найти, а значит она представляет собой удобную, специфичную для вирусной инфекции мишень. Неудивительно, что эволюция додумалась до этого сама, и в наших клетках существуют механизмы, которые настроены именно на детекцию двухцепочечной РНК.

При активации эти механизмы оповещают иммунную систему об инфекции, включают антивирусный ответ внутри самой клетки, а при необходимости могут и включить программу апоптоза – самоуничтожения клетки. К сожалению, эволюция же привела и к тому, что вирусы, синтезирующие двухцепочечную РНК, имеют свои собственные системы, которые подавляют клеточные антивирусные механизмы, что и позволяет им существовать.

Тодд Райдер и его команда из MIT взяли эту идею и создали новый белок, который напрямую соединяет механизм детекции двухцепочечной РНК с механизмом самоуничтожения клетки. Третья часть этой созданной учеными полезной химеры является одним из вспомогательных белков ВИЧ, который вне ВИЧ безвреден, но имеет очень полезное свойство доставлять привязанные к нему белки в клетку сквозь неразрушенную клеточную мембрану. Так «чума XX века» по иронии помогает бороться с другими вирусами. С помощью белка ВИЧ содержащий его DRACO попадает в здоровые клетки, и если в них появляется вирусная двухцепочечная РНК, то этот белок связывается с ней и активирует программу уничтожения. Инфицированная клетка умирает, не давая вирусу произвести новое поколение вирусных частиц. Поскольку такой белок не существует в природе, у вирусов не было возможности выработать к нему противодействующие системы. В клеточных культурах DRACO оказался эффективен против целого ряда вирусов, включая грипп, лихорадку Денге и риновирусы. Предварительные испытания этого препарата на мышах указывают на его эффективность в борьбе с вирусом гриппа.

Стоит ли ожидать, что DRACO вскоре появится на прилавках? Сказать сложно. Во-первых, разработка новых лекарств дело очень непредсказуемое и то, что работает в мышах, часто не работает в людях или работает, но оказывается коммерчески нежизнеспособно. В случае с DRACO требуется в промышленных масштабах синтезировать и очистить белок, что не так уж просто и дешево. Во-вторых, белок мышам начали вкалывать еще до инфекции гриппом, то есть в качестве профилактики. Регулярные уколы дорогим препаратом – не такой уж хороший способ профилактики гриппа среди здоровых людей. Наконец, при регулярном использовании против DRACO может выработаться иммунный ответ, что в лучшем случае сделает его неэффективным, но может и привести к аутоиммунным заболеваниям. Возможно, разработчикам DRACO удастся обойти или решить все эти потенциальные проблемы и препарат будет использоваться для лечения или предотвращения каких-либо вирусных болезней, но оптимизм тут должен быть умеренным.

На сегодняшний день в клинике применяется лишь один антивирусный препарат широкого действия – «рибавирин». Интересно, что разработан он был эмпирическим путем и до сих пор точно неясно, как именно он действует. У «рибавирина» довольно много побочных эффектов и используют его лишь в крайних случаях, когда болезнь очень серьезна и других вариантов лечения нет, как, например, в случае с гепатитом C. В будущем, однако, вполне можно ожидать появления антивирусных препаратов широкого действия (одним из них как раз может стать DRACO) – довольно большое число уже проходит тестирование в лабораториях и на животных. Эти препараты точно не будут абсолютной панацеей (вирусы слишком разнообразны для этого), но, подобно антибиотикам, они могут охватывать ряд вирусов с похожей биологией и спасти множество жизней.