Свойства белка viperin помогут создать универсальный препарат для лечения ВИЧ и гепатита С

Группа исследователей из США установила способ действия индуцируемого интерфероном белка viperin, также известного как RSAD2, который оказывает противовирусное воздействие на широкий спектр различных вирусов, таких как грипп, вирус гепатита С, ВИЧ, цитомегаловирус человека и вирус Западного Нила. Это открытие, считают ученые, может помочь разработать универсальный препарат, эффективно борющийся с целым рядом вирусов, включая Зику.

Согласно результатам работы, опубликованным 20 июня в Nature, viperin выступает своего рода «катализатором» реакции, генерирующей молекулу ddhCTP, которая предотвращает копирование генетического материала вирусов и, следовательно, их репликацию.

Это открытие может стать первым шагом к созданию лекарства, способного побудить организм к выработке этой молекулы и оказанию универсального вирусологического ответа.

«Мы знали, что viperin обладает широким набором противовирусных эффектов, проявляющихся посредством какой-то ферментативной активности, отличной от той, что используется в  антивирусных препаратах», - рассказал автор открытия профессор Крейг Кэмерон (Craig Cameron), глава кафедры биохимии и молекулярной биологии Университета штата Пенсильвания.

«Наши коллеги из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна во главе с Тайлером Грове (Tyler Grove) и Стивеном Алмо (Steven Almo) продемонстрировали, что viperin катализирует важную реакцию, приводящую к созданию молекулы ddhCTP. Вслед за этим наша команда из Университета штата Пенсильвания продемонстрировала эффекты ddhCTP по блокированию способности вируса копировать свой генетический материал. Удивительно, что молекула действует аналогично лекарствам, которые были разработаны для лечения вирусов, таких как ВИЧ и гепатит С. При лучшем понимании того, как viperin предотвращает репликацию вирусов, мы надеемся разработать более эффективные антивирусные препараты».

Как поясняют авторы исследования, вирус обычно кооптирует (включает) генетические строительные блоки хозяина (нуклеотиды) в новые нити РНК, чтобы скопировать свой собственный генетический материал. Молекула ddhCTP имитирует эти нуклеотидные строительные блоки и становится включенной в геном вируса. После этого «нуклеотидные аналоги» препятствуют тому, чтобы фермент, называемый РНК-полимеразой, добавлял больше нуклеотидов к нити РНК, тем самым предотвращая появление новых копий генетического материала вируса.

«Давным-давно существовала парадигма, говорящая, что для уничтожения вируса необходимо убить зараженную клетку, - комментирует открытие Кэмерон, - Такая парадигма теряет смысл, когда вирус заражает определенный тип клеток, не имея при этом возможности к дальнейшей репликации. Развитие «нуклеотидных аналогов», которые функционируют без фактического уничтожения инфицированной клетки, все изменило».

Основным препятствием к разработке терапевтически полезных противовирусных нуклеотидов до настоящего момента являлись непредсказуемые реакции, заявил соавтор статьи Джейми Арнольд (Jamie Arnold) из Университета Пенсильвании.

«Например, несколько лет назад мы обнаружили, что исследуемый нами «нуклеотидный аналог» для лечения гепатита С может препятствовать получению РНК в митохондриях, субклеточных органеллах, важных для производства энергии в собственных клетках пациента. Это означало, что люди с митохондриальной дисфункцией были потенциально предрасположены к любым негативным последствиям этой реакции».

Молекула ddhCTP, выяснили специалисты, не имеет никаких «побочных действий». Исследовательская группа считает, что естественное происхождение соединения требует, чтобы оно было нетоксичным.

«В отличие от многих используемых сегодня препаратов, ddhCTP кодируется клетками людей и других млекопитающих», - сказал Кэмерон, - Мы синтезировали нуклеотидные аналоги в течение многих лет, но здесь увидели, что природа сама создала «нуклеотидный аналог», эффективно подавляющий вирусы в живых клетках и не проявляющий какой-либо токсичности…»

Чтобы доказать эффективность ddhCTP, исследовательская группа показала, что молекула ингибирует РНК-полимеразы вируса денге, вируса Западного Нила и вируса Зики (флавивирусы).

Однако, как выяснилось, РНК-полимеразы риновируса и полиовируса человека (пикорнавирусы), оказались не чувствительны к молекуле.

Исследователи планируют более тщательно изучить полимерные структуры этих вирусов, чтобы лучше понять причины этого.