В новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Microbiology в апреле 2020 года, обсуждаются наиболее привлекательные подходы среди широкого спектра экспериментальных и теоретических стратегий, над которыми ведется борьба с пандемией COVID-19.

Важность подготовки

До этого были пандемии, в частности, Черная смерть в средние века и пандемия испанского гриппа 1918-20 годов. Однако в этот раз люди обращаются к науке, чтобы найти выход из безвыходной ситуации не только для спасения жизней, но и для спасения мировой экономики.

В каждой стране активные следователи и медицинские работники взялись за руки, чтобы найти способ быстрее и лучше восстановить здоровье людей, пораженных вирусом, без необходимости дыхательной недостаточности. Диагностическое тестирование, разработка вакцин и терапевтические препараты – все это на повестке дня для этих тысяч исследователей.

За последние 3,5 месяца, как показывает Google Scholar, уже опубликованы сотни научных работ по COVID-19. Клинические испытания, проводимые в настоящее время для различных аспектов медицинского лечения легочной болезни, уже насчитывают 460, большинство на самых первых фазах. Они охватывают широкий спектр экспериментальных подходов.

На этом фоне было проведено текущее исследование. Исследователи стремятся обеспечить систематический обзор многообещающих открытий и предложений среди множества людей, представленных общественности. Направленный на ученых, он также может быть полезным обзором для мирян.

Что представляет собой текущее исследование?

Исследование охватывает все возможные линии атаки на вирус, а также суммирует результаты всех испытаний вакцин, которые достигли доклинической или клинической стадии для вакцин против вирусов SARS или MERS.

В обзоре рассматриваются возможные стратегии и планы действий не только для противодействия SARS-CoV-2, но и другим опасным коронавирусам, таким как SARS и MERS CoV, которые также вызывали тяжелые респираторные заболевания. Исследователи предсказывают, что еще неизвестные штаммы, скорее всего, появятся в ближайшие годы.

По словам исследователя Ральфа Барика, «Коронавирусы представляют собой реальную угрозу здоровью людей и мировой экономике. Сначала мы должны рассмотреть новые контрмеры для борьбы с пандемическим вирусом SARS-Cov-2, а затем с огромным набором зоонозных вирусов с высокой угрозой, которые готовы к появлению человека в будущем ».

Следовательно, они подчеркивают необходимость определить и сосредоточиться на тех подходах, которые обещают наибольший успех. Их основными кандидатами, конечно же, являются вакцины, а затем некоторые противовирусные препараты, такие как ремдесивир и генная терапия.

Вакцина

Вакцины занимают уникальное место в антивирусном вооружении. Они просты в применении, обеспечивают длительный иммунитет и могут быть очень успешными в разрыве цепи передачи, обеспечивая «стадный иммунитет»

.

Наиболее перспективные вакцины против человеческих коронавирусов, вероятно, собираются атаковать домен связывания рецепторов шипового (S) гликопротеина вируса, который дает им свое имя, образуя вокруг него «корону» или «корону». Это часть белка S, которая связывается с рецептором ACE2 на клетке-хозяине человека, позволяя ему сливаться с клеточной мембраной и проникать в клетку.

Рассматриваются как традиционные типы вакцин (живые аттенуированные, инактивированные и на основе субъединиц), так и более новые типы, такие как основанные на ДНК или РНК. Есть также еще более творческие подходы, такие как введение вакцины путем прикрепления ее к наночастице или непатогенному вирусу, который проникнет в клетку и вызовет иммунную реакцию.

Белок S очень различен у разных видов коронавирусов, и только 78% или менее генома сходны в SARS-CoV-2 и более ранних вирусах SARS-CoV. Таким образом, вакцина против белка S одного типа не будет эффективной против другого коронавируса. Другими словами, необходимо разработать конкретную вакцину.

Обычно на разработку этих проектов уходят годы, если не десятилетия, из-за строгих процессов утверждения. Тем временем, другие планы должны быть задуманы и выполнены, чтобы остановить пандемию.

Противовирусные

Следующий лучший вариант – найти противовирусный препарат, который действует на широкий спектр вирусов, потому что он ингибирует некоторые фундаментальные вирусные процессы. Например, существуют лекарства, называемые аналогами нуклеозидов, которые используются для лечения ВИЧ, среди прочего. Нуклеозид является строительным блоком строительного блока ДНК.

Другими словами, нуклеозид представляет собой богатое азотом основание ДНК или РНК, к которому добавлена ​​сахарная группа. Это формирует основу растущей цепи ДНК или РНК. Когда также добавляется фосфатная группа, она становится нуклеотидом.

Геном обычно дает точные инструкции о том, что добавить рядом с цепью нуклеиновой кислоты. Аналоги нуклеозидов преодолевают этот блокпост, очень близко моделируя структуру нормального нуклеозида до тех пор, пока клетка не будет обманута, чтобы включить аналог в цепь нуклеиновой кислоты.

Только это неправильная база. Его включение в новую цепь останавливает рост цепи и, следовательно, предотвращает репликацию вируса, останавливая его в своих следах.

Одной из проблем, связанных с использованием только этого метода, является наличие ДНК-корректирующих и восстанавливающих ферментов, единственная задача которых – распознавать таких подражателей и вырезать их с помощью волшебных ножниц, позволяя подходящей базе занять свое место и, таким образом, восстановить нить до нормальность. Таким образом, коронавирусы обычно плохо реагируют на аналоги нуклеозидов.

За исключением, конечно, нескольких. К ним относятся β-D-N4-гидроксицитидин и ремдесивир, оба из которых, как считается, обладают высоким потенциалом активности против SARS-CoV-2.

Пассивная иммунизация

Третий вариант – использовать старомодный способ обнаружения плазмы крови у реконвалесцентов – людей, у которых был обнаружен COVID-19 и которые выздоровели, – который содержит низкие уровни множественных антител против вируса. Другой и лучший способ, хотя и более утомительный, заключается в синтезе моноклональных антител с использованием микробов.

Это область биотехнологии, где люди используют дрожжи и бактерии, чтобы выполнять свою работу за них – в данном случае, чтобы производить только один специфический тип антител против только одного антигена. Выпускаемое серийно моноклональное антитело затем выделяется и очищается и готово к использованию. Назначение антител, направленных против вируса, предназначено для создания кратковременного пассивного иммунитета, который на время защищает человека от инфекции.

Другие методы разработки и терапевтические агенты включают ингибиторы слияния вирусных мембран, блокаторы человеческой протеазы и иммуномодуляторы, включая кортикостероиды.

Терапевтическое средство с вирусным вектором может быть ответом

Согласно исследованию, в отсутствие вакцины лучшим вариантом в настоящее время является генная терапия. Ученые уже используют безвредный вирус, называемый аденоассоциированным вирусом (AAV), для доставки терапевтических веществ в клетку. Это может обеспечить доставку всех видов молекул, включая антитела, противовирусные пептиды и иммуномодуляторы, прямо в верхние дыхательные пути, чтобы защитить клетки от инфекции. Поскольку эти клетки созревают и умирают, чтобы быть замененными новыми клетками, растущими из более глубоких слоев эпителия, вероятность токсичности очень мала.

Исследователи считают, что такая система может быть готова с нуля, путем разработки, модификации и тестирования в течение месяца. Доставка антител может защитить дыхательные пути с помощью пассивного иммунитета, как описано выше. Антитела могут быть разработаны для атаки не только SARS-CoV-2, но и широкого спектра родственных вирусов. Вполне вероятно, что вырастет больше зоонозных коронавирусов, которые будут противостоять существующим вакцинам и лекарствам из-за их несоответствия с SARS и MERS CoV.

Преимущества двойные: есть только две части, AAV и антитело. AAV уже признаны безопасными и эффективными переносчиками для людей. Таким образом, это может быть «мгновенным» средством обеспечения пассивного иммунитета с помощью одной дозы, которая начинает обеспечивать защиту в течение недели после введения и теоретически длится в течение года или более

.

Цены на этот инструмент высоки, что является существенным препятствием. Это может быть сбито, если платформа будет адаптирована к инфекционным заболеваниям из-за гораздо более высокого объема рынка.

Исследователи резюмируют: «Может быть, а может и не быть слишком поздно использовать AAV для лечения SARS-CoV-2, но, безусловно, еще не слишком поздно для будущих вспышек».