Suche
Mein Konto
Istraživači istražuju kandidate za prenamjenu lijekova koji ciljaju džepove vezanja nukleotida više proteina SARS-CoV-2
U nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu Virology, istraživači su pratili lijekove izravnog djelovanja protiv teškog akutnog respiratornog sindroma coronavirus-2 (SARS-CoV-2) koji se natječu za nukleotidne vezne džepove (NBP) proteina SARS-CoV-2. Studija: Antivirusni SARS-CoV-2 lijekovi s izravnim djelovanjem, višestruko usmjereni protiv džepova vezanja nukleotida proteina specifičnih za virus. Kredit za sliku: PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock Pozadina SARS-CoV-2 pripada podskupini beta koronavirusa (β-CoV) obitelji Coronaviridae u redu Nidovirales. Inficira nekoliko vrsta sisavaca, uključujući ljude, i uzrokuje akutne respiratorne infekcije. To je jednolančani virus s ovojnicom pozitivnog osjetila ribonukleinske kiseline (RNA) s genomom od 13 kilobaza koji sadrži 14 otvorenih okvira čitanja (ORF). 5ˈ kraj genoma SARS-CoV-2 ima...
Istraživači istražuju kandidate za prenamjenu lijekova koji ciljaju džepove vezanja nukleotida više proteina SARS-CoV-2
U nedavnoj studiji objavljenoj u virologija Istraživači su tražili lijekove s izravnim djelovanjem protiv teškog akutnog respiratornog sindroma koronavirus-2 (SARS-CoV-2) koji se natječu za džepove vezanja nukleotida (NBP) proteina SARS-CoV-2.
Studie: Direkt wirkende antivirale SARS-CoV-2-Medikamente mit mehreren Zielen gegen die Nukleotidbindungstaschen virusspezifischer Proteine. Bildnachweis: PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock
pozadina
SARS-CoV-2 pripada podskupini beta koronavirusa (β-CoV) obitelji Coronaviridae u redu Nidovirales. Inficira nekoliko vrsta sisavaca, uključujući ljude, i uzrokuje akutne respiratorne infekcije. To je jednolančani virus s ovojnicom pozitivnog osjetila ribonukleinske kiseline (RNA) s genomom od 13 kilobaza koji sadrži 14 otvorenih okvira čitanja (ORF). 5ˈ kraj genoma SARS-CoV-2 ima ORF-ove 1a i 1b, koji kodiraju poliproteine pp1a i pp1ab, koji se prevode u nestrukturne proteine (NSP) 1 do 16. Preostali 3ˈ treći genom kodira strukturne proteine, uključujući vrh (S), membranu (M), ovojnicu (E) i nukleokapsida (N).
SARS-CoV-2 evoluirao je u više od 40 000 genomskih varijanti od svoje pojave 2019. Pandemija uzrokovana SARS-CoV-2 i dalje odnosi živote diljem svijeta. Stoga postoji hitna potreba za antivirusnim lijekovima koji bi se mogli boriti protiv ponovnog pojavljivanja i pojave novih zabrinjavajućih varijanti (HOS). Biolozi su brzo razvili 3D strukture gotovo svih proteina SARS-CoV-2, koji su sada svi dostupni u Banci podataka o proteinima (PDB) i mogli bi pomoći u razvoju lijekova na temelju strukture.
Prethodno su istraživači formulirali derivate nukleotida koji se natječu s fiziološkim nukleotidima za vezanje na NBP virusnih proteina kao antivirusne lijekove. Na primjer, Američka agencija za hranu i lijekove (FDA) odobrila je azidotimidin (AZT) kao lijek protiv virusa humane imunodeficijencije (HIV) koji cilja njegovu bjelančevinu reverzne transkriptaze (RT).
O studiju
U ovoj studiji istraživači su pokušali ponovno upotrijebiti farmakološki aktivne spojeve koji se vežu na NBP šest SARS-CoV-2 proteina. Specifično su ciljali C-terminalnu domenu (CTD) i N-terminalnu domenu (NTD) nsp12, nsp13, nsp14, nsp15, nsp16 i N proteina. Identificirali su te NBP-ove na temelju atomskih struktura dostupnih u PDB-u. Isto tako, izvršili su strukturno potpomognuti virtualni in silico pregled triju biblioteka kako bi brzo identificirali višeciljane antivirusne lijekove protiv SARS-CoV-2.
Pristup Single Molecular Multi-Target (SMMT) pomogao je istraživačima da dobiju nekoliko potencijalnih malih anti-SARS-CoV-2 molekula sa svojstvima za više ciljeva. Koristili su izotermalnu kalorimetriju (ITC) za mjerenje parametara vezanja kao što su afinitet i kinetika identificiranih antivirusnih spojeva. Konačno, tim je upotrijebio testove SARS-CoV-2 koji se temelje na stanicama kako bi potvrdio antivirusnu aktivnost podskupa ovih spojeva.
Tim je izveo molekularno spajanje višestrukih nukleotidnih mono- i trifosfata (NMP/NTP). [(npr. adenozin mono- i tri-fosfat (AMP i ATP)] i remdesivir. Potonji, nukleotidni predlijek analoga adenozina, služio je kao pozitivna kontrola. Istraživači su označili svaku molekulu kao potencijalnog kandidata za lijek ako ima povoljan raspon molekularne toksičnosti i ima farmakokinetička (PK) svojstva. Koristili su mrežni alat SwissADME za in silico analiza sličnosti lijeka, koja je karakterizirala odabrane molekule na temelju njihovih svojstava apsorpcije, distribucije, metabolizma i izlučivanja (ADME).
Osim toga, tim je koristio BOILED-Egg (Brain Or IntestinaL EstimateD Permeation) model za predviđanje gastrointestinalne (GI) apsorpcije ili prodiranja spoja u krvno-moždanu barijeru (BBB), kao i analizu supstrata/nesupstrata P-glikoproteina (Pgp).
Rezultati studije
Budući da su nukleozidi/nukleotidi građevni blokovi RNK, tj. virusnog genoma, molekule koje ciljaju kostur nukleozida mogle bi biti obećavajuće antivirusne molekule. Iako je teško procijeniti ponašanje ovih molekula in vivo, metode in silico pokazale su se vrlo korisnima u pružanju jasnih dokaza o interakciji molekule lijeka s ciljnim proteinom i njegovoj bioraspoloživosti u organizmu domaćina.
Prvo su istraživači odabrali 30 najboljih spojeva čija je energija vezanja bila jednaka ili veća od pozitivne kontrole u odabranom skupu proteina SARS-CoV-2. Tim je predvidio sličnost prvih deset od ovih 30 spojeva lijeku. Dobili su konačnu energiju vezanja nakon molekularnog spajanja spojeva. Iako je ovih deset spojeva pokazalo visoku energiju vezanja za virusne mete, njihovi fizikalno-kemijski parametri nisu pokazali prihvatljiva svojstva za sličnost lijeku.
Nadalje, tim je procijenio ove spojeve pomoću termodinamičkih kriterija, otkrivajući samo tri najbolja spoja s anti-SARS-CoV-2 potencijalom. To su bili olaparib, INCB28060 i VX-809. Zanimljivo, tri obećavajuća spoja iz svake biblioteke također su imala slične interakcije aminokiselina. Nadalje, tri od devet potencijalnih spojeva (INCB28060, darglitazon natrij i kolumbianadin) pokazala su značajno antivirusno djelovanje u različitim in vitro testovima. Najjači spoj bio je darglitazon natrij, čija je polumaksimalna učinkovita koncentracija (EC50) manja od 10 µM.
Sva tri kandidata za lijek također su pokazala inhibitorska svojstva, ali INCB28060 i darglitazon natrij imali su najveću aktivnost protiv SARS-CoV-2. Zanimljivo je da se pokazalo da Columbianadine ima analgetska, protuupalna i antitumorska svojstva te je također inhibitor naponskih kalcijevih (Ca2+) kanala. Antivirusni učinak kolumbianadina protiv SARS-CoV-2 putem modulacije aktivnosti ionskih kanala zahtijeva daljnje eksperimentalno istraživanje.
Diploma
Trenutna studija istaknula je korisnost metoda temeljenih na strukturi u otkrivanju potencijalne molekule lijeka koja bi mogla ciljati više proteina SARS-CoV-2. Prema autorima, ove molekule lijeka su u kliničkom testiranju i uskoro bi se mogle koristiti za antivirusnu terapiju protiv SARS-CoV-2.
Referenca:
- 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