Tyrėjai tiria vaistų pakeitimo kandidatus, kurie nukreipti į kelių SARS-CoV-2 baltymų nukleotidų surišimo kišenes

Tyrėjai tiria vaistų pakeitimo kandidatus, kurie nukreipti į kelių SARS-CoV-2 baltymų nukleotidų surišimo kišenes

Neseniai paskelbtame tyrime virusologija Tyrėjai ieškojo tiesioginio veikimo vaistų nuo sunkaus ūminio kvėpavimo sindromo koronaviruso-2 (SARS-CoV-2), kurie konkuruoja dėl SARS-CoV-2 baltymų nukleotidų surišimo kišenių (NBP).

Studie: Direkt wirkende antivirale SARS-CoV-2-Medikamente mit mehreren Zielen gegen die Nukleotidbindungstaschen virusspezifischer Proteine. Bildnachweis: PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock

fone

SARS-CoV-2 priklauso Coronaviridae šeimos Nidovirales būrio beta koronavirusų (β-CoV) pogrupiui. Jis užkrečia keletą žinduolių rūšių, įskaitant žmones, ir sukelia ūmias kvėpavimo takų infekcijas. Tai yra apvalkalas, viengrandis, teigiamų pojūčių ribonukleino rūgšties (RNR) virusas, turintis 13 kilobazių genomą, kuriame yra 14 atvirų skaitymo rėmelių (ORF). 5ˈ SARS-CoV-2 genomo galas turi ORF 1a ir 1b, kurie koduoja poliproteinus pp1a ir pp1ab, kurie yra paverčiami nestruktūriniais baltymais (NSP) nuo 1 iki 16. Likęs 3ˈ trečiasis genomas koduoja struktūrinius baltymus, įskaitant galiuką (S), membraną (Eapsidenvelope) ir N.

Nuo SARS-CoV-2 atsiradimo 2019 m. išsivystė į daugiau nei 40 000 genomo variantų. SARS-CoV-2 sukelta pandemija ir toliau nusineša gyvybių visame pasaulyje. Todėl skubiai reikia antivirusinių vaistų, kurie galėtų kovoti su naujų susirūpinimą keliančių variantų (LOJ) atsiradimu ir atsiradimu. Biologai greitai sukūrė beveik visų SARS-CoV-2 baltymų 3D struktūras, kurios dabar yra Baltymų duomenų banke (PBP) ir gali padėti kuriant struktūra pagrįstus vaistus.

Anksčiau mokslininkai suformulavo nukleotidų darinius, kurie konkuruoja su fiziologiniais nukleotidais dėl prisijungimo prie virusinių baltymų NBP kaip antivirusinius vaistus. Pavyzdžiui, JAV maisto ir vaistų administracija (FDA) patvirtino azidotimidiną (AZT) kaip vaistą nuo žmogaus imunodeficito viruso (ŽIV), kuris nukreiptas į jo atvirkštinės transkriptazės (RT) baltymą.

Apie studiją

Šiame tyrime mokslininkai bandė pakartotinai panaudoti farmakologiškai aktyvius junginius, kurie jungiasi su šešių SARS-CoV-2 baltymų NBP. Jie konkrečiai buvo nukreipti į nsp12, nsp13, nsp14, nsp15, nsp16 ir N baltymo C-galo domeną (CTD) ir N-galinį domeną (NTD). Jie nustatė šiuos NBP pagal PBP turimas atomines struktūras. Taip pat jie atliko trijų bibliotekų virtualų in silico patikrinimą pagal struktūrą, kad greitai nustatytų daugiafunkcinius antivirusinius vaistus nuo SARS-CoV-2.

Single Molecular Multi-Target (SMMT) metodas padėjo mokslininkams gauti keletą potencialių mažų anti-SARS-CoV-2 molekulių, turinčių kelių taikinių savybes. Jie naudojo izoterminę kalorimetriją (ITC), kad išmatuotų jungimosi parametrus, tokius kaip nustatytų antivirusinių junginių afinitetas ir kinetika. Galiausiai komanda naudojo ląstelių SARS-CoV-2 tyrimus, kad patvirtintų šių junginių pogrupio antivirusinį aktyvumą.

Komanda atliko kelių nukleotidų mono- ir trifosfatų (NMP / NTP) molekulinį prijungimą. [(pvz., adenozino mono- ir trifosfatas (AMP ir ATP)] ir remdesiviras. Pastarasis, adenozino analogo nukleotidų provaistas, buvo teigiama kontrolė. Tyrėjai pažymėjo kiekvieną molekulę kaip potencialų kandidatą į vaistą, jei jos molekulinis toksiškumo diapazonas yra palankus, o farmakokinetinės (PK) internetinės Swisco savybės buvo naudojamos. vaisto panašumo analizė, kuri apibūdino pasirinktas molekules pagal jų absorbcijos, pasiskirstymo, metabolizmo ir išskyrimo (ADME) savybes.

Be to, komanda naudojo VIRTO kiaušinio (smegenų arba žarnyno įvertinto prasiskverbimo) modelį, kad prognozuotų junginio absorbciją virškinimo trakte (GI) arba kraujo ir smegenų barjero (BBB) ​​prasiskverbimą, taip pat P-glikoproteino (Pgp) substrato / ne substrato analizę.

Studijų rezultatai

Kadangi nukleozidai / nukleotidai yra RNR, ty viruso genomo, statybiniai blokai, molekulės, nukreiptos į nukleozidų skeletą, gali būti perspektyvios antivirusinės molekulės. Nors sunku įvertinti šių molekulių elgesį in vivo, in silico metodai pasirodė esantys labai naudingi pateikiant aiškius vaisto molekulės sąveikos su tiksliniu baltymu ir jo biologinio prieinamumo šeimininko organizme įrodymus.

Pirma, mokslininkai atrinko 30 geriausių junginių, kurių jungimosi energija buvo lygi arba didesnė už teigiamą kontrolę pasirinktame SARS-CoV-2 baltymų rinkinyje. Komanda numatė dešimties geriausių šių 30 junginių panašumą į vaistus. Jie gavo galutinę surišimo energiją po junginių molekulinio prijungimo. Nors šie dešimt junginių turėjo didelę surišimo energiją su viruso taikiniais, jų fizikiniai ir cheminiai parametrai neparodė priimtinų vaistų panašumo savybių.

Be to, komanda įvertino šiuos junginius taikydama termodinaminius kriterijus ir atskleidė tik tris geriausius junginius, turinčius anti-SARS-CoV-2 potencialą. Tai buvo olaparibas, INCB28060 ir VX-809. Įdomu tai, kad trys perspektyvūs junginiai iš kiekvienos bibliotekos taip pat turėjo panašiai sąveikaujančias aminorūgštis. Be to, trys iš devynių galimų junginių (INCB28060, darglitazono natrio druska ir kolumbianadinas) parodė reikšmingą antivirusinį aktyvumą įvairiuose in vitro bandymuose. Stipriausias junginys buvo darglitazono natrio druska, kurio pusė didžiausios efektyvios koncentracijos (EC50) buvo mažesnė nei 10 µM.

Visi trys kandidatai į vaistus taip pat pasižymėjo slopinančiomis savybėmis, tačiau INCB28060 ir darglitazono natrio druska turėjo didžiausią anti-SARS-CoV-2 aktyvumą. Įdomu tai, kad įrodyta, kad kolumbianadinas turi analgetinių, priešuždegiminių ir priešnavikinių savybių, taip pat yra nuo įtampos priklausomų kalcio (Ca2+) kanalų inhibitorius. Kolumbianadino antivirusinis poveikis SARS-CoV-2 moduliuojant jonų kanalų aktyvumą reikalauja tolesnio eksperimentinio tyrimo.

Diplomas

Dabartinis tyrimas pabrėžė struktūra pagrįstų metodų naudingumą atrandant galimą vaisto molekulę, kuri galėtų nukreipti kelis SARS-CoV-2 baltymus. Pasak autorių, šios vaistų molekulės yra klinikiniuose tyrimuose ir netrukus gali būti naudojamos antivirusiniam gydymui nuo SARS-CoV-2.

Nuoroda:

• 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