Помимо антител и лейкоцитов иммунная система использует пептиды для борьбы с вирусами и другими патогенами. Синтетические пептиды могут усилить эту защиту, но не задерживаются в организме надолго, поэтому исследователи разрабатывают стабильные имитаторы пептидов. Сегодня ученые сообщают об успехе в использовании имитаторов, известных как пептоиды, для лечения животных с инфекциями вируса герпеса. Эти небольшие синтетические молекулы однажды смогут вылечить или предотвратить многие виды инфекций, включая COVID-19.

Исследователи представят свои результаты на осеннем собрании Американского химического общества (ACS). ACS Fall 2021 – это гибридная встреча, которая проводится виртуально и лично с 22 по 26 августа, а контент по запросу будет доступен с 30 августа по сентябрь. 30. На встрече представлено более 7000 презентаций по широкому кругу научных тем.

В организме антимикробные пептиды, такие как LL-37, помогают держать под контролем вирусы, бактерии, грибки, раковые клетки и даже паразитов ».

Аннелиз Бэррон, доктор философии, главный исследователь проекта

Но пептиды быстро очищаются ферментами, поэтому они не идеальные кандидаты в лекарства. Вместо этого она и ее коллеги подражали ключевым биофизическим свойствам LL-37 в более мелких и более стабильных молекулах, называемых пептоидами. «Пептоиды легко сделать, – говорит Бэррон из Стэнфордского университета. «В отличие от пептидов, они не разлагаются ферментами быстро, поэтому их можно использовать в гораздо более низких дозах»

Пептиды состоят из коротких последовательностей аминокислот с боковыми цепями, связанными с атомами углерода в основной цепи молекул. Эта структура легко разрушается ферментами. В пептоидах боковые цепи вместо этого связаны с атомами азота в основной цепи молекулы, образуя структуру, которая сопротивляется ферментам. Впервые они были созданы в 1992 году Рональдом Цукерманом из Chiron Corp., доктором философии, позже научным руководителем Бэррона. По ее словам, в отличие от других типов пептидных имитаторов, для производства которых требуется трудоемкая многоступенчатая органическая химия, пептоиды просты и недороги в производстве с помощью автоматического синтезатора и легкодоступных химикатов. «Вы можете приготовить их почти так же легко, как хлеб в хлебопечке».

Бэррон, Цукерманн, Джилл Даймонд, доктор философии из Университета Луисвилля и другие основали компанию Maxwell Biosciences с целью разработки пептоидов в качестве клинических кандидатов для предотвращения или лечения вирусных инфекций. Недавно они сообщили о результатах своих новейших пептоидных последовательностей, которые были разработаны так, чтобы быть менее токсичными для людей, чем предыдущие версии. В лабораторной посуде эти соединения инактивировали SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, и вирус простого герпеса-1 (HSV-1), вызывающий герпес в полости рта, делая вирусы неспособными инфицировать культивируемые человеческие клетки.

Теперь исследователи сообщают о результатах in vivo, показывающих, что пептоиды безопасно предотвращали заражение герпесом у мышей, если нанести им мазок на их губы. Команда Даймонда проводит дополнительные эксперименты, чтобы подтвердить выводы, сделанные на мышах. Кроме того, они будут исследовать эффективность пептоидов против штаммов ВПГ-1, устойчивых к ацикловиру, лучшему противовирусному лечению этого состояния, одобренному Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, говорит Баррон

.

Исследователи также готовятся протестировать пептоиды на активность против SARS-CoV-2 на мышах. «Инфекция COVID-19 поражает все тело, как только кто-то серьезно заболеет, поэтому мы сделаем этот тест внутривенно, а также посмотрим на доставку в легкие», – говорит Бэррон.

Но эти противомикробные молекулы могут иметь гораздо больше применений. В Стэнфорде продолжается работа по изучению их влияния на инфекции уха и легких. А Баррон отправил образцы пептоидов экспертам в других лабораториях для тестирования на ряд вирусов, что дало многообещающие результаты в лабораторных исследованиях против гриппа, вируса простуды и гепатита B и C. "В своих исследованиях in vitro группа ученых обнаружила, что два пептоида были самыми мощными противовирусными препаратами, когда-либо обнаруженными против MERS и более старых коронавирусов SARS, – говорит Баррон. Другие лаборатории исследуют пептоиды как противогрибковые средства для дыхательных путей и кишечника, а также как противоинфекционные покрытия для контактных линз, катетеров и имплантированных тазобедренных и коленных суставов.

Даймонд и Бэррон изучают, как работают эти соединения широкого спектра действия. Кажется, что они проникают и разрушают вирусную оболочку, а также связываются с РНК или ДНК вируса. «Этот многоступенчатый механизм имеет то преимущество, что инактивирует вирус, в отличие от стандартных антивирусных препаратов, которые замедляют репликацию вируса, но все же позволяют вирусам инфицировать клетки», – говорит Баррон. Это также снижает вероятность развития резистентности патогенов.

Баррон ожидает, что клинические испытания начнутся в течение года. В случае успеха, говорит она, пептоиды могут быть назначены в качестве профилактического средства; например, перед авиаперелетом для защиты пассажира от COVID-19 -; или после того, как инфекция завладела, например, когда человек чувствует характерное покалывание от надвигающегося герпеса.