Учёные разработали новые противовирусные препараты, которые могут повреждать оболочку различных вирусов, например вируса клещевого энцефалита и коронавируса, а также препятствовать их слиянию с клетками. Это действие основано на способности соединений генерировать активные формы кислорода, способные разрушать вирусные мембраны. Эффективность новых препаратов сопоставима с уже существующими медикаментами, одобренными для диагностики и лечения. Однако, при облучении зелёным светом, активность новых веществ возросла более чем в 60 раз. В результате вирусы клещевого энцефалита, обработанные новыми соединениями и подвергнутые воздействию зелёного света, утратили способность инфицировать мышей. Полученные препараты могут быть использованы для разработки вакцин против широко распространенных вирусов. Это исследование, поддержанное Российским научным фондом (РНФ), было опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Оболочечные вирусы, такие как вирус клещевого энцефалита, гриппа и коронавирус, представляют собой серьёзную угрозу для здоровья человека. Например, в России уровень смертности от клещевого энцефалита может достигать 2% от общего числа инфицированных. При этом, многие вирусы, включая грипп, быстро мутируют, что приводит к снижению эффективности существующих противовирусных средств. В результате мутации могут изменяться мишени, на которые нацелены препараты, что делает их менее эффективными. Создание новых методов борьбы с вирусами, таких как разработанные препараты, может значительно помочь в борьбе с инфекциями и профилактике заболеваний.
Исследования показывают, что препараты с широким спектром действия, которые воздействуют на различные вирусы, могут быть особенно эффективны в борьбе с инфекциями.
Ученые из Института биоорганической химии РАН синтезировали 35 соединений, способных разрушать мембраны оболочечных вирусов, что делает их потенциальными средствами против множества заболеваний.
Эти соединения генерируют активные формы кислорода под воздействием света, что приводит к повреждению вирусных мембран.
Основой для разработки стало соединение «BODIPY», которое проникает в мембраны вирусов, на которое были добавлены атомы йода и брома, усиливающие активность кислорода.
Также исследователи включили полярные группы, что позволяет регулировать проникновение соединений в мембрану и, соответственно, влияние на производство активных форм кислорода.
Для проверки результативности новых веществ ученые провели эксперименты на культурах клеток, полученных из почки мартышки и рака легких человека, которые часто используются в исследованиях оболочечных вирусов.
Это поможет глубже изучить влияние новых соединений на коронавирус и вирус клещевого энцефалита, находящиеся в центре внимания научного сообщества.
Исследование сосредоточилось на новых синтезированных препаратах, которые не влияют на жизнеспособность клеток.
Ученые проводили эксперименты, в ходе которых клетки, инфицированные вирусами клещевого энцефалита и коронавируса, выращивались в присутствии этих соединений в течение двух суток.
Результаты показали, что противовирусная активность новых молекул сопоставима с уже одобренными лекарствами для лечения коронавируса.
Более того, исследователи выяснили механизм действия препаратов: они подавляют активность вирусов до их проникновения в клетки.
Это происходило благодаря встраиванию веществ в вирусные мембраны, что препятствовало слиянию вируса с клеткой.
Эксперименты продемонстрировали, что предварительная обработка вирусов уменьшала, а иногда полностью блокировала их способность заражать клетки.
Также ученые исследовали, как противовирусная активность соединений изменяется под воздействием зеленого света.
Используя красители BODIPY, они выделили активные формы кислорода при облучении, что увеличивало противовирусную активность некоторых препаратов более чем в 60 раз.
В дополнение к этому новые соединения показали эффективность против оболочечных вирусов, включая вирус клещевого энцефалита, коронавирус, вирусы простого герпеса и обезьяньей оспы.
Проведенные исследования открывают возможности разработки новых профилактических и терапевтических средств, направленных на борьбу с различными патогенами.
Ученые установили, что если вирус клещевого энцефалита взаимодействовать с синтезированными соединениями в течение одного часа, и при этом облучать его зелёным светом в течение десяти минут, то он теряет способность вызывать инфекцию у мышей.
Эти открытия создают предпосылки для создания инактивированных вакцин.
Вера Алферова, старший научный сотрудник Института биоорганической химии РАН, сообщила о планах дальнейшего исследования соединений на основе BODIPY, которые могут эффективно поглощать инфракрасное излучение, способное глубже проникать в ткани.
Ученые также намерены разработать вещества с несколькими механизмами действия, которые могут быть эффективны даже без облучения.
Исследования проводились совместно с учреждениями из России и Чехии, а также университетом из Германии, что подчеркивает международное сотрудничество в данной области.
