Вирус Марбург, родственник вируса Эбола, вызывает серьезную, часто смертельную геморрагическую лихорадку. Болезнь, вызванная вирусом Марбург, передается африканскими фруктовыми летучими мышами и при прямом контакте между людьми. В настоящее время нет одобренной вакцины или противовирусных препаратов для ее предотвращения или лечения.
Команда исследователей работает над тем, чтобы изменить это. В новой статье в журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy исследователи из Школы ветеринарной медицины Пенна, работающие вместе с учеными из Центра химического разнообразия Fox Chase и Техасского института биомедицинских исследований, сообщают обнадеживающие результаты испытаний экспериментального противовирусного препарата, нацеленного на вирус Марбург.. Соединение блокирует выход вируса из инфицированных клеток, тем самым тормозя распространение инфекции. Их результаты впервые показывают, что этот новый класс ингибиторов может быть эффективным против инфекции на животных моделях.
Кроме того, из-за возможного сходства во взаимодействиях вирус-хозяин между Марбургом и SARS-CoV-2 команда провела эксперименты над виновником пандемии коронавируса. Хотя предварительные и до сих пор не опубликованные, их первоначальные тесты показывают признаки многообещающего.
«Это действительно захватывающе», - говорит Рональд Харти, соавтор исследования и профессор Penn Vet. «Эти вирусы совершенно разные, но могут взаимодействовать с одними и теми же белками-хозяевами, чтобы эффективно контролировать выход и распространение, поэтому наши ингибиторы могут блокировать их обоих».
В то время как многие противовирусные препараты нацелены на сам вирус, кандидаты в лекарства, которые Харти и его коллеги разрабатывали в течение многих лет, известны как «ориентированные на хозяина».«Они предотвращают взаимодействие вирус-хозяин, блокируя белки в клетках-хозяевах, которые захватывают вирусы на поздних стадиях инфекции.
Этот подход не только помогает избежать вероятности того, что вирус эволюционирует, чтобы противостоять такой терапии, но также увеличивает вероятность того, что лекарство может быть использовано против нескольких вирусов, поскольку многие из них полагаются на один и тот же механизм клетки-хозяина. воспроизводить и распространять.
Вирусы Марбург и Эбола используют белок VP40 для взаимодействия с белком-хозяином, называемым Nedd4, чтобы завершить процесс «отпочкования» от клетки-хозяина. Эта стадия инфекции, которая является ключевой для распространения вируса, является целью исследовательской группы.
В предыдущих исследованиях они протестировали различные низкомолекулярные ингибиторы этого процесса, используя лабораторные тесты, основанные на неинфекционных и более доброкачественных вирусных моделях. Эти тесты помогли им найти ведущего кандидата, FC-10696, для дальнейшего изучения.
В текущей работе они сосредоточились на этом кандидате со строгими оценками. Во-первых, они проверили ингибитор, чтобы убедиться, что он безопасен и сохраняется в организме достаточно долго, чтобы иметь эффект. Затем, поскольку живой вирус Марбург слишком опасен для безопасного изучения в какой-либо лаборатории, кроме лаборатории уровня биологической безопасности 4 (BSL-4), они использовали анализ для изучения так называемых вирусоподобных частиц или VLP, которые могут отпочковываться. клетки-хозяина, как живой вирус, но не заразны.
Используя лабораторию биобезопасности уровня 2 в Пенсильвании, «это очень быстрый способ, которым мы можем протестировать эти ингибиторы», - говорит Харти.
Увидев дозозависимую реакцию на FC-10696 на почкование VLP в клетках в чашке для культивирования клеток, исследователи протестировали соединение, используя настоящий вирус Марбург. Эти исследования были проведены в лаборатории BSL-4 в Техасском институте биомедицинских исследований и обнаружили, что соединение ингибирует почкование и распространение живого вируса Марбург в двух типах клеток человека, в том числе в макрофагах, типе иммунных клеток, обычно инфицированных вирусом.
Наконец, они оценили соединение на мышах, подвергшихся воздействию вируса Марбург. У мышей, получавших FC-10696, симптомы заболевания проявлялись дольше, и у них была снижена вирусная нагрузка.
«Это первые многообещающие данные in vivo для наших соединений», - говорит Харти. «В то время как в контрольной группе все очень быстро заболевали и умирали, среди животных, получавших лечение, один выжил, а у других наблюдалось отсроченное появление клинических симптомов. Это показывает, что наши ингибиторы действуют».
Часть белка VP40 вирусов Марбург и Эбола, которая обеспечивает почкование, известна как мотив PPxY. SARS-CoV-2 также имеет этот мотив на своем белке Spike (S), который он использует для заражения клеток человека. В последующем эксперименте, который еще не опубликован, исследователи обнаружили доказательства того, что FC-10696 способен ингибировать почкование коронавируса SARS-CoV-2 в эпителиальных клетках легких человека.
«Исследования SARS-CoV-2 продолжаются, и они очень интересны», - говорит Харти.
Рональд Н. Харти - профессор патобиологии и микробиологии Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета.
Соавторами Харти были Цзыин Хань, Цзинцзин Лян, Ариэль Шепли-МакТаггарт и Брюс Д. Фридман из Penn Vet; Хонг Йе, Джей Э. Вробель и Аллен Б. Рейц из Центра химического разнообразия Фокс Чейз; Майкл С. Сапорито из Intervi, LLC; и Элисон Уигэм, Катрина Кавелиш и Елена Штанько из Техасского института биомедицинских исследований. Хан был первым автором, а Харти и Штанько были соавторами. Харти и Фридман являются соучредителями Intervi, LLC.
Исследование было частично поддержано Национальным институтом здравоохранения (гранты AI138052, AI138630, AI129890 и AI070077) и наградой Innovator Award от The Wellcome Trust.