Проверка антивирусными препаратами ингибиторов киназы, проведенная исследователями из Калифорнийского университета и Медицинского центра Cedars-Sinai, позволила идентифицировать клеточные сигнальные пути, критические для репликации SARS-CoV-2, и выявила важный механизм жизненно важного взаимодействия между хозяином и патогеном. для дальнейших исследований наркотиков. Их результаты доступны на сервере препринтов bioRxiv * .

Распространение высококонтагиозного тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2), возбудителя коронавирусной болезни (COVID-19), привело к продолжающемуся глобальному кризису в области здравоохранения с более чем 500 000 смертей и десятью миллионами подтвержденные случаи на сегодняшний день.

Однако, поскольку это новый вирус, наши знания о механизмах патогенеза COVID-19 очень ограничены. В результате многие попытки разработать целевые противовирусные стратегии были затруднены, и эффективная терапия для этой неотложной неотложной медицинской помощи все еще не достижима.

Что мы знаем, так это то, что несметное количество РНК-вирусов может вызвать значительное повреждение ДНК – даже в тех случаях, когда репликация вируса происходит исключительно в цитоплазме. Последующая активация путей ответа на повреждение ДНК может дополнительно стимулировать репликацию вирусных РНК-геномов.

Кроме того, повреждение ДНК может способствовать патогенезу РНК-вирусов, вызывая апоптоз (т.е. запрограммированную гибель клеток), стимулируя воспалительный иммунный ответ и вводя вредные мутации, которые, в свою очередь, увеличивают риск образования рака.

Целями этого нового исследования, проведенного американскими исследователями, было выяснение взаимодействия хозяина с патогеном путем определения клеточных сигнальных путей, необходимых для репликации SARS-CoV-2, а также раскрытие низкомолекулярных ингибиторов киназы с активностью против SARS-CoV-2. .

Разработка высокопроизводительной системы скрининга лекарств

Короче говоря, исследователи разработали высокопроизводительную систему скрининга лекарств, чтобы точно определить антивирусные препараты, которые можно было бы использовать при лечении COVID-19. Для этой цели они создали систему инфекционных клеточных культур SARS-CoV-2 и вирусологические анализы с использованием клеток Vero-E6 (то есть линии клеток, полученных от африканской зеленой мартышки), а также определенных линий клеток человека

.

В этом исследовании использовалась небольшая молекулярная библиотека из 430 ингибиторов протеинкиназы, которые в настоящее время находятся на разных стадиях текущих клинических испытаний. Более того, скрининг концентрации с оптимальной активностью и минимальной токсичностью был точно идентифицирован.

Большинство протестированных антагонистов киназы в этом исследовании относятся к АТФ-конкурентным ингибиторам, классу нуклеозидных аналогов с мощной противовирусной активностью. Известно, что они останавливают фосфотрансферазную активность своих мишеней, но они также действуют не только путем блокирования каталитической активности.

Клеточные сигнальные пути и взаимодействия между хозяином и патогеном

Из первичного скрининга исследователи идентифицировали в общей сложности 34 соединения, способных ингибировать вирусный цитопатический эффект в эпителиальных клетках. Связь между лекарственными и белковыми взаимодействиями показала, что эти соединения специфически нацелены на ограниченное количество клеточных киназ.

Наиболее важным открытием является точная идентификация mTOR-PI3K-AKT, ABL-BCR / MAPK и путей ответа на повреждение ДНК как клеточных сигнальных путей, которые необходимы для инфекции SARS-CoV-2.

Впоследствии вторичный скрининг подтвердил, что такие соединения, как берзосертиб (VE-822), вистусертиб (AZD2014) и нилотиниб, обладают значительной активностью против SARS-CoV-2, что достигается путем ингибирования ключевых клеточных ферментов, которые играют роль в вирусной репликации.

Исследователи также продемонстрировали, что берзозертиб, ингибитор киназы в пути ответа на повреждение ДНК, который ограничивает репликацию вирусной геномной РНК, проявлял мощную противовирусную активность в линии эпителиальных клеток человека, но также в индуцированной человеком плюрипотентной стволовой клетке (hIPSC) кардиомиоциты.

Повторное использование ингибиторов киназы для лечения COVID-19

«В целом, настоящее исследование иллюстрирует ключевые сигнальные белки, участвующие в репликации SARS-CoV 2, и предоставляет потенциальные возможности для разработки новых противовирусных препаратов», – объясняют авторы исследования важность своих результатов.

Поскольку некоторые из вышеупомянутых ингибиторов значительно влияют на путь ответа на повреждение ДНК, представляется, что последний является действительной мишенью для направленной на хозяина терапевтической разработки для COVID-19; следовательно, дальнейшее расследование оправдано.

По состоянию на середину июня 2020 года было проведено восемь клинических исследований на основе берзозертиба (фазы один и два), и препарат, по-видимому, хорошо переносится с довольно умеренным профилем побочных эффектов. Между тем, в настоящее время проводится дальнейшая оценка целей с использованием исследований нокаута на основе CRISPR.

Следовательно, авторы полагают, что берзозертиб можно быстро перенаправить для лечения пациентов с COVID-19 после обязательных дополнительных исследований in vivo эффективности и безопасности. Наконец, другие препараты, оцененные в этом исследовании, могут продемонстрировать перспективу для клинического применения в ближайшем будущем.

* Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как убедительные, направлять клиническую практику / поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.