Дослідницька група Мартіна Смієка дослідила 700 мільйонів сполук, які можуть бути придатними кандидатами для лікування COVID-19.

словацький

COVID-19, хвороба, спричинена коронавірусом SARS-CoV-2, поширюється по всьому світу. У Словаччині він поширився на всі регіони, на сьогоднішній день ми реєструємо 63 інфікованих.

Новий коронавірус мобілізував вчених у всьому світі, будь то в приватному чи державному секторі. Вони працюють над розробкою вакцин, випробовують існуючі препарати або їх комбінації або шукають нові молекули, які могли б запобігти поширенню вірусу в нашому організмі.

Це гонка, в якій, у виняткових випадках, окремі дослідницькі групи змагаються не один проти одного, а людство проти вірусу.

Як вивести з ладу вірус

Комп’ютерний хімік Мартін Смієшко працює в Базельському університеті в галузі обчислювальної фармації. Кілька днів тому його команда опублікувала дослідження, яке вивчило майже 700 мільйонів сполук на їх здатність інгібувати один з основних ферментів нового коронавірусу.

Це протеаза, яка називається 3CLpro, фермент, що знаходиться всередині нуклеокапсиду, який вірус використовує під час виробництва інших білків, які є ключовими для його функції та життєвого циклу. Виведення з експлуатації 3CLpro означає, що вірус не може далі ділитися в організмі господаря.

Розробка вакцини часто обговорюється в контексті коронавірусу. "Вакцина є профілактичним заходом для забезпечення імунітету до вірусу, який довелося б широко застосовувати. Наше дослідження має іншу мету, ми намагаємося впливати на тих, хто зараз заражений ", - пояснив Смієшко для Denník N.

"Ми зосередилися на одній з двох протеаз, які містить вірус. Він використовує його для тестування власних білків, які потім йому потрібні або для проникнення в клітину господаря, або для виконання основних життєвих операцій ", - додав вчений.

Розробка ліків починається з комп’ютера

Під час дослідження команда Смічека шукала відповідні інгібітори - кандидати серед майже 700 мільйонів випробуваних сполук, які могли б ефективно інгібувати функцію вірусної протеази. Це комп’ютерне моделювання, де структура даного ферменту (протеази) завантажується в програму і перевіряється його взаємодія з різними дрібними органічними молекулами.

"Ми працювали з базами даних з невеликими молекулами, які є у вільному доступі з Інтернету. Ці сполуки зібрані з каталогів компаній, які здатні поставляти ці речовини або були принаймні один раз синтезовані кимось і могли бути придбані ", - пояснив Смієшко.

З первинного відбору 687 мільйонів сполук дослідники вибрали одинадцять, які можуть бути потенційно активними проти нового коронавірусу. Вибір був заснований на так званому стикуванні - ці маленькі молекули повинні були точно та міцно входити в активний центр протеази, щоб інактивувати її. Крім того, ці сполуки повинні мати можливість потрапляти в кров у досить високій концентрації, не бути токсичними та бути доступними.

Процес відбору можна сприймати як воронку. Спочатку ви вливаєте в нього 700 мільйонів молекул, а потім наносите більш складне сито на кожному кроці. Метою є сортування молекул таким чином, щоб ті, що мають найкращі властивості, такі як спорідненість, розчинність або доступність, залишалися.

Як пояснив Смієшко, “хороша доступність, тобто чи можна замовити дану речовину безпосередньо у компанії, полегшує використання цих препаратів. Вченим не потрібно витрачати багато часу на їх синтез ".

Гра часу

Крім того, команда виявила одну активну сполуку природного походження. Це таксіфолін, речовина із групи флавоноїдів, яка, крім іншого, зустрічається в природі в шоколаді, вині чи зеленому чаї. "Це флавоноїд, про який відомо багато даних, включаючи токсичність. Через кілька років після розчинення ГРВІ-CoV-1 люди протестували флавоноїди і виявили, що вони можуть інгібувати цю протеазу ", - пояснив вчений.

Моделювання за сміхом не зайняло багато часу. "Структура протеази була випущена на початку лютого. Наприкінці лютого наш докторант мав готову статтю, в якій результати вже були оброблені ".

Існує великий інтерес до дослідження, за перші сім днів воно досягло найвищого рівня читання. За перші 48 годин його було вилучено більше 3000 разів. За словами Смієшека, ймовірно, що приватні компанії або дослідницькі групи з усього світу вирішать протестувати одного з 11 кандидатів, обраних на основі їх дослідження.

"Нас натиснув час, оскільки COVID-19 поширюється дуже швидко. Ми розуміли це, тому опублікували статтю як препринт, ми не патентуємо молекули чи щось подібне. Якщо хтось хоче швидко випробувати ці сполуки, він може зробити це якомога швидше. Якби все пройшло ідеально, тоді ліки на основі флавоноїдів могли бути використані для ураження цієї хвилі COVID-19 ".