Suche
Mein Konto
Výzkumníci zkoumají kandidáty na přepracování léků, které se zaměřují na nukleotidové vazebné kapsy více proteinů SARS-CoV-2
V nedávné studii publikované ve Virology výzkumníci sledovali přímo působící léky proti koronaviru-2 těžkého akutního respiračního syndromu (SARS-CoV-2), které soutěží o nukleotidové vazebné kapsy (NBP) proteinů SARS-CoV-2. Studie: Přímo působící víceúčelová antivirová léčiva SARS-CoV-2 proti nukleotidovým vazebným kapsám virově specifických proteinů. Obrazový kredit: PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock Pozadí SARS-CoV-2 patří do podskupiny beta koronavirů (β-CoV) čeledi Coronaviridae v řádu Nidovirales. Infikuje několik druhů savců, včetně lidí, a způsobuje akutní respirační infekce. Je to obalený jednovláknový virus ribonukleové kyseliny (RNA) s pozitivním smyslem a 13kilobázovým genomem obsahujícím 14 otevřených čtecích rámců (ORF). 5ˈ konec genomu SARS-CoV-2 má...
Výzkumníci zkoumají kandidáty na přepracování léků, které se zaměřují na nukleotidové vazebné kapsy více proteinů SARS-CoV-2
V nedávné studii publikované v virologie Výzkumníci hledali přímo působící léky proti těžkému akutnímu respiračnímu syndromu coronavirus-2 (SARS-CoV-2), které soutěží o nukleotidové vazebné kapsy (NBP) proteinů SARS-CoV-2.
Studie: Direkt wirkende antivirale SARS-CoV-2-Medikamente mit mehreren Zielen gegen die Nukleotidbindungstaschen virusspezifischer Proteine. Bildnachweis: PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock
pozadí
SARS-CoV-2 patří do podskupiny beta koronavirů (β-CoV) z čeledi Coronaviridae v řádu Nidovirales. Infikuje několik druhů savců, včetně lidí, a způsobuje akutní respirační infekce. Je to obalený jednovláknový virus ribonukleové kyseliny (RNA) s pozitivním smyslem a 13kilobázovým genomem obsahujícím 14 otevřených čtecích rámců (ORF). 5ˈ konec genomu SARS-CoV-2 má ORF 1a a 1b, které kódují polyproteiny pp1a a pp1ab, které jsou translatovány do nestrukturálních proteinů (NSP) 1 až 16. Zbývající 3ˈ třetí genom kóduje strukturální proteiny, včetně špičky (S), membrány (M), obalu jádra (Nucle capo (E).
SARS-CoV-2 se od svého vzniku v roce 2019 vyvinul do více než 40 000 genomických variant. Pandemie způsobená SARS-CoV-2 si i nadále vyžádala životy po celém světě. Proto existuje naléhavá potřeba antivirových léků, které by mohly bojovat proti opětovnému výskytu a vzniku nových variant obav (VOC). Biologové rychle vyvinuli 3D struktury téměř všech proteinů SARS-CoV-2, které jsou nyní všechny dostupné v Protein Data Bank (PDB) a mohly by pomoci při vývoji léků založených na struktuře.
Dříve výzkumníci formulovali deriváty nukleotidů, které soutěží s fyziologickými nukleotidy o vazbu na NBP virových proteinů jako antivirová léčiva. Například americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) schválil azidothymidin (AZT) jako lék proti viru lidské imunodeficience (HIV), který se zaměřuje na jeho protein reverzní transkriptázy (RT).
O studiu
V této studii se výzkumníci pokusili znovu použít farmakologicky aktivní sloučeniny, které se vážou na NBP šesti proteinů SARS-CoV-2. Specificky se zaměřovaly na C-terminální doménu (CTD) a N-terminální doménu (NTD) nsp12, nsp13, nsp14, nsp15, nsp16 a N proteinu. Identifikovali tyto NBP na základě atomových struktur dostupných v PNR. Podobně provedli strukturou podporovaný virtuální in silico screening tří knihoven, aby rychle identifikovali vícecílová antivirotika proti SARS-CoV-2.
Přístup Single Molecular Multi-Target (SMMT) pomohl výzkumníkům získat několik potenciálních malých molekul anti-SARS-CoV-2 s vlastnostmi pro více cílů. Použili izotermickou kalorimetrii (ITC) k měření vazebných parametrů, jako je afinita a kinetika identifikovaných antivirových sloučenin. Nakonec tým použil buněčné testy SARS-CoV-2 k potvrzení antivirové aktivity podskupiny těchto sloučenin.
Tým provedl molekulární dokování více nukleotidových mono- a trifosfátů (NMP/NTP). [(např. adenosinmono- a trifosfát (AMP a ATP)] a remdesivir. Remdesivir, nukleotidové proléčivo analogu adenosinu, sloužil jako pozitivní kontrola. Vědci označili každou molekulu za potenciálního lékového kandidáta, pokud měla příznivý rozsah molekulární toxicity a farmakokinetické (PK) vlastnosti. Použili online nástroj SwissADME pro silico drug-like analysis, která charakterizovala vybrané molekuly na základě jejich absorpčních, distribučních, metabolických a vylučovacích (ADME) vlastností.
Kromě toho tým použil model BOILED-Egg (Brain Or Intestinal EstimateD Permeation) k predikci gastrointestinální (GI) absorpce nebo permeace hematoencefalickou bariérou (BBB) sloučeniny, jakož i substrátové/nesubstrátové analýzy P-glykoproteinu (Pgp).
Výsledky studie
Protože nukleosidy/nukleotidy jsou stavebními bloky RNA, tj. virového genomu, molekuly, které se zaměřují na nukleosidový skelet, by mohly být slibnými antivirovými molekulami. Ačkoli je obtížné posoudit chování těchto molekul in vivo, metody in silico se ukázaly jako velmi užitečné při poskytování jasných důkazů interakce molekuly léčiva s cílovým proteinem a jeho biologické dostupnosti v hostitelském organismu.
Nejprve výzkumníci vybrali 30 nejlepších sloučenin, jejichž vazebná energie byla stejná nebo větší než pozitivní kontrola ve vybrané sadě proteinů SARS-CoV-2. Tým předpověděl drogovou podobnost první desítky z těchto 30 sloučenin. Získali konečnou vazebnou energii po molekulárním dokování sloučenin. Ačkoli těchto deset sloučenin vykazovalo vysoké vazebné energie pro virové cíle, jejich fyzikálně-chemické parametry nevykazovaly přijatelné vlastnosti pro podobnost s léčivem.
Kromě toho tým hodnotil tyto sloučeniny pomocí termodynamických kritérií a odhalil pouze tři nejlepší sloučeniny s potenciálem anti-SARS-CoV-2. Jednalo se o olaparib, INCB28060 a VX-809. Je zajímavé, že tři slibné sloučeniny z každé knihovny měly také podobně interagující aminokyseliny. Kromě toho tři z devíti potenciálních sloučenin (INCB28060, darglitazon sodný a kolumbianadin) prokázaly významnou antivirovou aktivitu v různých testech in vitro. Nejúčinnější sloučeninou byl darglitazon sodný, jehož polovina maximální účinné koncentrace (EC50) byla nižší než 10 uM.
Všechny tři kandidátní léky také vykazovaly inhibiční vlastnosti, ale INCB28060 a darglitazon sodný měly největší anti-SARS-CoV-2 aktivitu. Zajímavé je, že kolumbianadin má analgetické, protizánětlivé a protinádorové vlastnosti a je také inhibitorem napěťově řízených vápníkových (Ca2+) kanálů. Antivirový účinek kolumbianadinu proti SARS-CoV-2 prostřednictvím modulace aktivity iontových kanálů vyžaduje další experimentální výzkum.
Diplom
Současná studie zdůraznila užitečnost strukturně založených metod při objevování potenciální molekuly léčiva, která by mohla cílit na více proteinů SARS-CoV-2. Podle autorů jsou tyto molekuly léků v klinickém testování a brzy by mohly být použity pro antivirovou terapii proti SARS-CoV-2.
Odkaz:
- Ruchi Rani, Siwen Long, Akshay Pareek, Preeti Dhaka, Ankur Singh, Pravindra Kumar, Gerald McInerney, Shailly Tomar. (2022). Direkt wirkende antivirale SARS-CoV-2-Medikamente mit mehreren Zielen gegen die Nukleotidbindungstaschen virusspezifischer Proteine. Virologie. doi: https://doi.org/10.1016/j.virol.2022.08.008 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0042682222001386