Новое исследование, проведенное учеными Университета штата Огайо, выявило перспективный подход к разработке противовирусных средств широкого спектра действия. Как сообщается в пресс-релизе, опубликованном учебным заведением, они стимулируют сильный иммунный ответ, способный остановить инфекцию нескольких вирусов.

Снимок респираторно-синцитиального вируса человека выполненного с помощью сканирующего электронного микрографа. National Institute of Allergy and Infectious Diseases 

В своих экспериментах на клеточных культурах и мышиных моделях исследователи доказали, что блокирование специфического фермента, присутствующего во всех клетках, вызывает мощный врожденный иммунный ответ. Этот фермент был испытан на нескольких типах патогенов и, как оказалось, резко снизил репликацию вирусных частиц и защитил легкие мышей.

Обычно при разработке противовирусных препаратов говорят: "один вирус - одно лекарство", - рассказывает Джанронг Ли, руководитель проекта и проф. вирусологии University Department of Veterinary Biosciences and Infectious Diseases Institute.

"Препарат, который может стимулировать иммунную систему к широкой противовирусной активности, был бы очень привлекательным - одно лекарство против нескольких вирусов было бы просто идеальным решением".

Активизация иммунной системы носителя.

Отчасти это открытие было сделано благодаря методу, который исследователи используют для картирования месторасположения модифицированной РНК и идентификации фермента, который ее изменяет. Эта методика позволила экспертам сделать вывод о том, что данный фермент функционирует не в вирусах, а в млекопитающих, которые были выбраны вирусами в качестве мишени.

"Если вы можете обнаружить изменение, то сможете изучить такую модификацию и эффективно воздействовать на нее. Но на это ушло немало времени - в начале пандемии многие люди, включая нашу лабораторию, изучали модификации РНК у носителей и вирусов", - комментирует ведущий специалист Чуань Хэ, профессор химии, биохимии и молекулярной биологии Чикагского университета.

"Оказалось, что ключевым моментом здесь является не модификация вирусной РНК, а модификация РНК хозяина. Именно она вызывает иммунный ответ хозяина".

Блокирование фермента

В процессе тестирования такой методики использовались два вируса человека, респираторно-синцитиальный вирус и метапневмовирус. Эти патогены могут вызывать тяжелые респираторные инфекции у младенцев и пожилых людей. Кроме того, в эксперименте "принимали участие" респираторный вирус мыши, (или вирус Сендай), вирус везикулярного стоматита крупного рогатого скота и вирус простого герпеса.

Ученые обнаружили, что при блокировании фермента способность всех этих вирусов к репликации и экспрессии генов значительно снижалась. Согласно предварительным данным, полученным в ходе предыдущих исследований, вирус SARS-CoV-2 можно контролировать аналогичным образом с помощью такого противовирусного подхода.

Для того чтобы запустить ответ иммунной системы, необходимо изменить саму модификацию РНК. В этом направлении исследователи блокировали функцию важного фермента NSUN2. В результате выяснилось, что ингибирование NSUN2 с помощью методов нокдауна генов и экспериментальных агентов вызывает цепную реакцию клеточной активности, которая приводит к интенсивной выработке интерферона 1-го типа, одного из самых мощных ингибиторов Т-супрессоров.

"Удивительно, но блокирование NSUN2 почти полностью останавливает репликацию вируса везикулярного стоматита, модельного вируса, который обычно убивает клетки хозяина в течение 24 часов и реплицируется до очень высокого титра. При этом он сильно подавляет как РНК, так и ДНК вирусы", - сказал соавтор исследования Юэсю Чжан, аспирант из лаборатории Ли.

Оказалось, что ингибирование NSUN2 приводит к тому, что клетки подвергаются воздействию фрагментов РНК, которые, хотя и являются частью организма носителя, воспринимаются как чужеродные захватчики, вызывая выработку интерферона 1-го типа. При таком высоком титре белок препятствует попыткам вирусов заразить человека.

"Мы сравнили мышей с дефицитом NSUN2 с грызунами дикого типа, чтобы увидеть, как действуют вирусы", - сказал Ли. "Как только мы ингибировали NSUN2, вирусная репликация в легких уменьшилась, в легких стало меньше патологии, и это коррелировало с усилением выработки интерферона 1 типа".

" Это открытие на примере мышей и наши другие эксперименты доказали, что NSUN2 является доступной мишенью для разработки лекарственных препаратов".

Результаты данного проекта были представлены в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источники: Journal Proceedings of the National Academy of Sciences, Journal Interesting Engineering
1. (https://news.osu.edu/a-potential-target-for-developing-broad-spectrum-antiviral-therapies/)
2. (https://interestingengineering.com/health/a-new-study-finds-a-promising-approach-toward-developing-broad-spectrum-antiviral-therapies)