Если с риновирусами бороться, насморк пройдёт за неделю
Риновирусы: в поисках ахиллесовой пяты
Анна Тютюнникова, «Еженедельник АПТЕКА»
Риновирусы, впервые обнаруженные в 1956 г., являются одними из наиболее часто встречающихся возбудителей заболеваний респираторной системы. Считается, что именно они становятся виновниками не только острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ), но и более серьезных заболеваний, включая астму, а также аллергические реакции у детей (Cohen L., Castro M., 2003). Это и является причиной пристального внимания ученых к данным возбудителям, ведь их исследования могут помочь эффективной борьбе со многими заболеваниями.
На сегодня препараты для профилактики и лечения риновирусных инфекций можно условно разделить на четыре группы: интерфероны, блокаторы клеточных рецепторов, связывающих вирусы, ингибиторы вирусных протеаз и препараты, связывающиеся с белковой оболочкой (капсидом) риновирусов.
Интерфероны
Интерфероны давно и широко известны благодаря своему противовирусному, противораковому и иммуномодулирующему эффектам (Munno I., Marinaro M., 1995; Martin M., 1998). В настоящее время для лечения различных видов вирусных инфекций используется несколько типов рекомбинантных интерферонов: интерферон альфа, интерферон альфа-1а, интерферон альфа 1b, интерферон альфа-2b, интерферон бета и интерферон гамма (Foser S. et al., 2003; Antonelli G., 2008; Clerico M. et al., 2008). Все они являются продуктами генно-инженерных технологий, при которых гены, кодирующие интерфероны, встраиваются в геном бактерий, благодаря чему можно нарабатывать большие количества чистого белка. Чаще всего интерфероны применяют в форме интраназальных спреев и парентерально.
В ходе исследований, проведенных в конце 80-х годов ХХ в., была выявлена высокая эффективность рекомбинантного интерферона альфа-2b в профилактике риновирусных инфекций (Hayden F.G. et al., 1986; Hayden F.G., Kaiser D.L., Albrecht J.K., 1998; Sperber S.J., Hayden F.G., 1988). Так, при интраназальном применении отмечали его способность предотвращать заболеваемость риновирусной инфекцией, однако выраженная противовирусная активность после заражения не была выявлена (Hayden F.G. et al., 1986; Sperber S.J., Hayden F.G., 1988). Таким образом, интерфероны используются как высокоэффективные профилактические средства, однако необходимы препараты, способные не только предотвращать, но и лечить риновирусную инфекцию.
Блокаторы клеточных рецепторов, связывающих риновирусы
Более 90% риновирусов используют молекулы межклеточной адгезии (Intercellular adhesion molecules ― ICAM) в качестве рецептора для связывания (Turner R.B., 2001). Таким образом вирусы проникают в чувствительные клетки, где и вызывают заболевания. Ученые уделяют пристальное внимание этому механизму, поскольку его понимание позволит разработать лекарства, которые смогут блокировать взаимодействие вируса с ICAM и, соответственно, останавливать или даже предотвращать заболевание.
В 1999 г. немецкая компания «Boehringer Ingelheim» начала разработку препарата, который был назван Tremacamra. Этот препарат блокировал ICAM-рецепторы, однако его эффективность была довольно низкой; к тому же для получения эффекта его необходимо было применять 6 раз в сутки (интраназально), а само лечение следовало начинать в первые 12 ч после инфицирования. Однако, несмотря на то что исследования Tremacamra были приостановлены, ученые продолжают изыскания в данном направлении, поскольку оно представляется весьма перспективным. Так, в январе 2009 г. в журнале «Antiviral Research» была опубликована статья, посвященная недавно разработанному препарату левоцетиризину, который обладает выраженными противовирусными свойствами, блокируя выработку ICAM, а также препятствуя выделению интерлейкинов (ИЛ)-6 и ИЛ-8 и синтезу молекул ядерного фактора NF-kB. Левоцетиризин испытывали на культурах клеток, зараженных риновирусом, где он продемонстрировал способность блокировать репликацию вируса (Jang Y.J., Wang J.Y., Kim J.S. et al., 2009).
Ингибиторы протеаз
Известно, что риновирусы содержат одноцепочечную молекулу РНК, кодирующую полипротеин, который необходимо разрезать на фрагменты, прежде чем тот сможет выполнять свои функции. Это разрезание совершается специальными ферментами ― протеазами, одна из которых, С3-протеаза, рассматривается в качестве мишени для противовирусных препаратов. Был разработан препарат рупинтривир, который в исследованиях in vitro показал высокую эффективность в отношении всех исследованных штаммов риновирусов, клинических изолятов риновирусов, а также энтеровирусов. Был проведен анализ ДНК, согласно данным которого в геноме вируса, а именно в гене, кодирующем С3-протеазу, имеется консервативный регион, с которым может связываться данный препарат. К сожалению, в ходе клинических исследований не была выявлена противовирусная активность рупинтривира, однако был найден еще один ингибитор С3-протеазы, который продемонстрировал противовирусную активность против более 80% серотипов риновирусов. В настоящее время испытания этого препарата продолжаются (Dragovich P.S., Prins T.J., Zhou R. et al., 1999, Mattews D.A. et al., 1999).
Препараты, связывающиеся с капсидом
На поверхности вирусного капсида имеются специфические регионы, отвечающие за связывание вируса с рецептором и выполняющие другие функции. Один из важных регионов ― так называемый каньон, сформированный элементами капсида, имеющими названия VP1 и VP3. В настоящее время разрабатываются препараты, способные связываться с этим регионом, блокируя присоединение вирусной частицы к рецептору, а также предупреждая «раздевание» вируса (разрушение капсида и выделение нуклеиновой кислоты) при проникновении в клетку. Лабораторные исследования показали, что практически все разработанные лекарственные средства, способные связываться с капсидом, in vitro являются эффективными.
Одним из первых таких препаратов был дизоксарил, разработанный компанией «Sterling Winthrop Pharmaceuticals». По данным доклинических исследований на мышах, он эффективен против риновирусов, энтеровирусов и полиовирусов (Diana G.D. et al., 1985; Otto M.J. et al., 1985), однако клинические исследования с участием добровольцев так и не увенчались успехом ― препарат демонстрировал крайне низкую эффективность, хотя позднее было выявлено, что модифицированный дизоксарил способен предупреждать развитие простуды при применении в профилактических целях (Rotbart H.A., 2002).
Следующим препаратом, связывающимся с капсидом, был плеконарил (пиковир). В ходе его клинических испытаний была выявлена достаточно высокая эффективность в отношении пикорнавирусной инфекции (риновирусы относятся к семейству пикорнавирусов). Однако отмечали и ряд побочных эффектов – в частности, у пациентов появлялось легкое расстройство пищеварения, а у женщин, принимавших одновременно с плеконарилом пероральные гормональные контрацептивы, отмечали различные нарушения менструального цикла (Hayden F.G. et al., 2002; 2003). Кроме того, при использовании препарата увеличивалось количество резистентных к нему вирусов. Поэтому в марте 2002 г. Комитет по противовирусным препаратам (Antiviral Drugs Advisory Committee) при Управлении по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами США (Food and Drug Administration) рекомендовал воздержаться от использования плеконарила в качестве препарата для лечения риновирусных инфекций.
Следующим препаратом, имеющим свойство связываться с капсидом, был пиродавир, разработанный компанией «Janssen Research Foundation». Согласно данным клинических испытаний препарат проявляет выраженную противовирусную активность при применении 6 раз в сутки; уже при применении 3 раза в сутки таковой не отмечают.
В ноябре 2008 г. в журнале «Bioorganic&Medicinal Chemistry» была опубликована работа китайских ученых из института фармакологии и токсикологии Бейджинга (Beijing Institute of Pharmacology and Toxicology), посвященная синтезу и испытаниям препарата под названием хлоропиридазин. Различные производные хлоропиридазина продемонстрировали ярко выраженную способность связываться с капсидом и, соответственно, противовирусную активность, поэтому исследователи намерены продолжать изучение препарата (Shi-Yong Fan et al., 2008).
Таким образом, исследования в данном направлении представляются весьма перспективными. Возможно разработать препараты, которые бы достаточно эффективно связывались с капсидом, проявляя противовирусную активность не только in vitro, но и in vivo. Однако существуют и определенные проблемы, в частности уникальность некоторых регионов на поверхности капсида вирусов разных серотипов. Поэтому перед учеными возникает необходимость разрабатывать такие препараты, которые были бы эффективны против конкретных серотипов и видов риновирусов.
И хотя на сегодня выявлено более 100 серотипов риновирусов (которые принято делить на 2 группы ― человеческий риновирус типа А (HRV A) и человеческий риновирус типа В (HRV B)), современные методы их анализа считаются малоэффективными, поскольку используют антитела против известных серотипов, в то время как инфекционные заболевания могут вызывать и серотипы неизвестные; соответственно, идентифицировать их, используя традиционные методы, практически невозможно. Именно поэтому первоочередной задачей является изучение структуры генома новых серотипов риновирусов, потому что благодаря этому можно не только найти новые виды вирусов, но и понять, какие уникальные последовательности находятся в геноме, какие специфические белки синтезируют вирусы, а это уже первый шаг для создания лекарственных средств против этих возбудителей.
В 2007 г. группа ученых из университета штата Висконсин (University of Wisconsin) исследовала риновирусы, вызывающие заболевания респираторной системы с различными симптомами. Исследователи предположили, что использование молекулярных методов диагностики (полимеразной цепной реакции, секвенирования генома и филогенетического анализа), разработанных для вирусов других семейств, может быть более эффективным, нежели использование традиционных методов. С помощью молекулярных методов авторы показали, что в окружающей среде циркулирует гораздо больше серотипов риновирусов, нежели известно; более того, все выделенные de novo (то есть впервые) вирусы не культивируются на стандартных питательных средах, и авторы предположили, что именно поэтому они до сих пор не были обнаружены.
Работу этой группы исследователей продолжили Питер МакИрлиан (Peter McErlean) с коллегами, которые проанализировали несколько серотипов риновирусов, предварительно заявленных как относящиеся к виду HRV A, сравнив их нуклеотидные последовательности с геномами известных видов: HRV A, HRV B, HEV (человеческий энтеровирус) и двумя энтеровирусами животных. Кроме того, авторами была создана трехмерная компьютерная модель капсида исследуемых вирусов с целью найти на ее поверхности уникальные регионы, которые помогли бы классифицировать данные вирусы. В результате среди исследованных серотипов был обнаружен вирус, имеющий настолько специфические характеристики (менее 50% соответствия его нуклеотидной последовательности геномам других риновирусов и энтеровирусов, специфические регионы на поверхности капсида), что его было решено отнести к новому виду, названному HRV C (McErlean P., Shackelton L. et al., 2008).
В январе 2009 г. в журнале «Science» появились также данные о том, что с помощью описанных выше молекулярно-генетических методов был обнаружен еще один тип риновирусов, которые относят к виду HRV D (Palmenberg A.C., Spiro D., Kuzmickas R. et al, 2009).
Таким образом, на сегодня исследования в области разработки противовирусных препаратов продолжаются, и молекулярно-генетические методы способны помочь получению новой информации о риновирусах, которую впоследствии можно использовать для разработки лекарственных средств против этих патогенов.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
16.03.2009