Синтетические азотистые основания и нуклеозиды как лекарственные препараты реферат

Обновлено: 08.07.2024

Generic synthetic acyclic nucleosides in causal treatment of herpes simplex relapses

A.A. Khaldin, A.D. Gilyadov, O.N. Bykhanova, D.R. Isaeva
Moscow Sientific and Practical Center of Dermatovenereology and Cosmetology, Moscow, 119071, Russian Federation; Viral skin pathology center, Moscow, 129226, Russian Federation

Актуальность. Появление на отечественном фармацевтическом рынке воспроизведенных ациклических синтетических нуклеозидов требует оценки их эффективности и безопасности для разработки дальнейших рекомендаций по применению в клинической практике. Цель исследования — провести изучение эффективности и безопасности новой формы валацикловира, а также комплаентности лечению. Материал и методы. Проведено изучение эффективности и безопасности препарата Валвир при купировании рецидивов простого герпеса (ПГ). У всех обследованных пациентов отмечалось тяжелое течение герпетической инфекции с частотой рецидивов не менее 6—8 раз в год. В основном симптомы проявлялись в виде ограниченного зуда. Валвир назначался в стадии предвестников по 500 мг (1 таблетка) 2 раза в сутки в течение 5 дней. Результаты. Отмечено, что во всех случаях начала приема препарата на стадии предвестников ПГ вирусный процесс прерывался и клинические проявления не развивались. Все пациенты отметили положительную настроенность на терапию в дальнейшем, часть больных выразили готовность к пролонгированному приему препарата. Заключение. Валвир является высокоэффективным средством для купирования рецидивов простого герпеса с хорошим профилем безопасности.

Ключевые слова: простой герпес, лечение, ациклические нуклеозиды, валацикловир, Валвир.

Relevance. Launching of generic synthetic acyclic nucleosides to the Russian pharmaceutical market requires an assessment of their efficacy and safety in order to develop further recommendations for application in clinical practice. Objective. To study efficacy and safety of a new form of valaciclovir as well as treatment compliance. Material and methods. Efficacy and safety of Valvir in arresting herpes simplex relapses were studied. All the examined patients had severe herpetic infections with a relapse rate of at least 6—8 times a year. Limited itching was the main symptom. Valvir was administered at the premonitory phase at a dose of 500 mg (1 tablet) BID for 5 days. Results. In all cases of administration of the drug, the viral process was stopped at the premonitory phase of GS and no clinical manifestations occurred. All patients were positively disposed to further therapy; some patients expressed willingness to prolonged drug intake. Conclusion. Valvir is highly effective in arresting herpes simplex relapses and has a good safety profile.

Key words: herpes simplex, treatment, acyclic nucleosides, valacyclovir, Valvir.

Этиотропная терапия простого герпеса (ПГ) является общепризнанным подходом к лечению острых проявлений вирусной инфекции и профилактике ее обострений, входя во все международные стандарты и рекомендации. Основанием для этого служат многочисленные многоцентровые плацебо-контролируемые рандомизированные исследования, а также многолетний положительный опыт применения противовирусных средств при лечении пациентов с различными формами ПГ. Современные этиотропные противогерпетические препараты (ацикловир, валацикловир, фамцикловир) по уровню доказательности относятся к группе А [1, 2].

Однако только в 1974 г. появление первого современного аналога ациклических естественных нуклеозидов — ацикловира — позволило сделать значительный шаг вперед в этиотропной терапии герпетической инфекции. Механизм противогерпетического действия ациклических нуклеозидов, по сравнению с другими противовирусными препаратами, во многом уникален. Если опустить фармакологические тонкости, то он базируется на следующем. Во-первых, ациклические нуклеозиды комплементарны исключительно ферментам ВПГ, что обусловливает их высочайшую избирательность по отношению к вирусу без вмешательства в биохимические процессы свободных от него клеток организма. Во-вторых, герпесвирусная тимидинкиназа (гуанилаткиназа) связывается с химиопрепаратами в тысячу раз быстрее, чем клеточная — это обеспечивает накопление действующего вещества исключительно в инфицированных клетках и объясняет отсутствие мутагенных, тератогенных или цитотоксических свойств, даже при их длительном приеме. В-третьих, ДНК-полимераза герпесвирусов всегда ошибочно включает фосфорилированные ациклические нуклеозиды в концевые участки синтезируемых новых вирусных ДНК вместо естественного дезоксигуанозинтрифосфата, в результате чего нарушается репликация возбудителя.

Следующим шагом, позволившим повысить эффективность этиотропной терапии и ее комплаентность, стал синтез двух предшественников ациклических синтетических нуклеозидов — валацикловира (L-валиновый эфир ацикловира) и фамцикловира (пероральная форма препарата-предшественника пенцикловира).

Препарат валацикловир по сравнению с ацикловиром имеет более высокую биодоступность (54%) и длительность полувыведения (10—20 ч). Это в свою очередь позволяет снизить кратность приема препарата до 2 раз в сутки, что значительно удобней для пациентов.

В период действия патента единственный препарат валацикловира выпускался под торговой маркой валтрекс. Его эффективность, высокий профиль безопасности и удобство применения неоднократно показаны в многочисленных исследованиях [4—6]. Именно эти исследования позволили валацикловиру занять достойное место в терапии и профилактике герпесвирусных инфекций.

Материал и методы

Для оценки эффективности и безопасности препарата Валвир нами проведено его изучение при купировании рецидивов ПГ. Под наблюдением находились 30 пациентов, из них 19 женщин и 11 мужчин в возрасте от 25 до 46 лет. У всех пациентов отмечалось тяжелое течение герпетической инфекции с частотой рецидивов не менее 6—8 раз в год. По локализации высыпаний ПГ у 21 из них была генитальная форма инфекции, у 6 — глютеальная и у 3 — лабиальная. Все пациенты ранее, иногда неоднократно, получали лечение ациклическими синтетическими нуклеозидами, в том числе и валацикловиром, что позволяло ретроспективно оценить сравнительный клинический эффект и безопасность терапии. Диагноз ПГ ставился на основании типичной дерматологической картины. У всех пациентов обострение начиналось с появления предвестников различной степени выраженности. Симптомы инициальных проявлений рецидива носили разнообразный характер, но в основном проявлялись в виде ограниченного зуда.

Дизайн исследования

Для получения наиболее объективных результатов по эффективности и безопасности препарата Валвир было предусмотрено его назначение на стадии предвестников. Для этого на амбулаторном приеме пациентам с частыми рецидивами ПГ предлагалось при появлении первых признаков предвестников нового обострения начать лечение ациклическим нуклеозидом. В случае согласия пациента препарат Валвир выдавался на руки с подробной инструкцией по способу его применения. Схема и дозы были обычными — по 500 мг (1 таблетка) 2 раза в сутки в течение 5 дней. Также пациенту выдавался дневник наблюдения, в котором он должен был отмечать наличие симптоматики, ее выраженность, а также фиксировать динамику развития герпесвирусного процесса. Выраженность симптоматики оценивалась в баллах (от 0 до 3). В качестве симптомов фиксировались типичные предвестники рецидива ПГ: гиперемия, отечность, пузырьки, корочки и местные субъективные ощущения. В дневнике наблюдения пациент также отмечал переносимость лечения, фиксируя в нем любые побочные действия терапии в случае их возникновения. В случае рецидива пациенты сообщали о нем по телефону, а после окончания курса лечения им назначали визит. На визите мы вместе с пациентами подробно анализировали дневник наблюдений, уточняли детали и еще раз фиксировали их внимание на возможных побочных или нежелательных эффектах лечения. Также мы просили пациентов дополнительно оценить комплаентность терапии. С этой целью пациенты отвечали на вопросы, которые позволяли оценить удовлетворенность и удобство проведенного лечения. Ответы на каждый из вопросов был градуирован в баллах (от 1 до 5). Более высокая оценка соответствовала большей удовлетворенности пациента.

Результаты исследования

Данные проведенного наблюдательного несравнительного исследования показали, что во всех случаях, когда прием препарата, согласно своему механизму действия, начинался на стадии предвестников, герпесвирусный процесс прерывался и клинические проявления не развивались. Оценка динамики клинических симптомов в баллах показывала, что через 12 ч после первого приема валацикловира интенсивность субъективной симптоматики, присущей явлениям предвестников, снижалась у 36% пациентов до 1 балла, у 64% — до 2 баллов. До начала лечения у всех больных выраженность различного рода местных реакций оценивалась в 3 балла. На 2-й день терапии у 8 (26,6%) пациентов сохранялись слабо выраженные субъективные явления, а также развивалась небольшая гиперемия. Однако все эти проявления полностью исчезали к 3-му дню лечения. Формирование патогномоничной для ПГ стадии пузырьков не было ни в одном из случаев. Данные клинических результатов исследования представлены на рис. 1. При анализе переносимости терапии валацикловиром и развитии нежелательных или побочных эффектов лечения нетипичных случаев не отмечалось. У 2 пациентов возникали ощущения тошноты, а 1 больная отмечала незначительные головные боли, однако это не потребовало отмены препарата. Все описанные выше реакции укладываются в спектр побочных эффектов, присущих ациклическим синтетическим нуклеозидам.

Рис. 1. Данные результатов клинической эффективности Валвира.

Рис. 2. Результаты изучения комплаентности терапии Валвиром.

Заключение

В результате проведенного исследования было доказано, что препарат Валвир является высокоэффективным средством для купирования рецидивов ПГ и имеет хороший профиль безопасности.

При начале приема Валвира на стадии предвестников он быстро купирует клинические проявления инфекции, что говорит об остановке репликации ВПГ и препятствию в большинстве случаев развития герпетических высыпаний. По оценке пациентов, препарат Валвир значительно повышает качество жизни за счет быстрого прекращения развития герпесвирусного процесса, что дает возможность больным спокойно жить со своим заболеванием и не испытывать от него физического и морального дискомфорта.

Реакции расщепления нуклеиновых кислот в кишечно-желудочном тракте. Строение пуриновых оснований и нуклеотидов. Рассмотрение лечения хронической подагры. Реутилизация пуриновых оснований в тканях. Нуклеозиды и нуклеотиды как лекарственные препараты.

Рубрика	Химия
Вид	лекция
Язык	русский
Дата добавления	07.05.2014
Размер файла	1,3 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Изучение строение гетероциклов с конденсированной системой ядер: индол, скатол, пурин и пуриновые основания. Особенности структуры нуклеозидов и нуклеотидов. Строение АТФ и нуклеиновых кислот. Биологическая роль ДНК и РНК, их химическая структура.

реферат [45,6 K], добавлен 22.06.2010

История открытия, строение и виды нуклеиновых кислот. Принцип комплементарности азотистых оснований. Структура нуклеотидов и их соединение. Параметры двойной спирали ДНК. Ее биологические функции. Отличия молекул ДНК и РНК. Свойства генетического кода.

презентация [1,6 M], добавлен 18.05.2015

Структура и функция нуклеотидов. Физико-химические показатели и оптические характеристики нуклеиновых кислот. Азотистые основания. Моносахариды: рибоза и дезоксирибоза. Молекулярная масса, содержание и локализация в клетке ДНК и РНК. Правила Чаргаффа.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.12.2014

Общая теория кислот и оснований. Образование комплексных соединений. Кислотно-основное взаимодействие и реакции солеобразования. Процессы кислотно-основного взаимодействия и окислительно-восстановительные реакции. Комплексообразование по теории Усановича.

презентация [476,1 K], добавлен 24.11.2014

Обзор истории открытия и исследования нуклеиновых кислот. Описания высокомолекулярного органического соединения, биополимера, образованного остатками нуклеотидов. Комплементарность цепей в ДНК. Особенности образования полимера РНК. Правило Э. Чаргаффа.

Рис. 1. Реутилизация нуклеотидов ДНК.
a — нуклеотиды (показан дезоксицитидинтрифосфат), необходимые для синтеза ДНК, могут быть получены путем реутилизации нуклеозидов (dC, дезоксицитидин). Три фермента (DCK — дезоксицитидинкиназа, CMPK1 — цитидинмонофосфаткиназа, NDPK — нуклеозиддифосфаткиназа) последовательно фосфорилируют dC, в результате чего образуется трифосфат, который включается в ДНК.
b — уже модифицированные нуклеозиды (показан гидроксиметилдезоксицитидин, 5hmdC), опасные для ДНК, в норме проходят лишь первый этап фосфорилирования. Но если в клетке усилена экспрессия цитидиндезаминазы (CDA), то она превращает 5hmdC в гидроксиметилдезоксиуридин (5hmdU), который проходит все три этапа фосфорилирования и включается в ДНК, что приводит к фрагментации ДНК и гибели клетки.
Рисунок из синопсиса к обсуждаемой статье в Nature

В работе английских ученых открыт и описан механизм, посредством которого предотвращается включение в ДНК модифицированных производных цитозина. Но самым значительным результатом работы представляется то, что показана принципиальная возможность использовать усиленную экспрессию цитидиндезаминазы при ряде злокачественных опухолей — известный механизм устойчивости к противораковым препаратам — для лечения рака.

Нуклеотиды — рибонуклеотиды или дезоксирибонуклеотиды, — из которых строится соответственно РНК или ДНК любых клеток, не только синтезируются в клетке de novo. Природа бережлива, и часть материала для синтеза ДНК производится при реутилизации распадающейся ДНК погибших клеток из нуклеозидов — предшественники нуклеотидов.

Нуклеозиды — это органические соединения, состоящие из азотистого (пуринового или пиримидинового) основания — аденина, гуанина, тимина или цитозина (в РНК его заменяет урацил) — и связанного с ним гликозидной связью пятичленного углевода — рибозы или дезоксирибозы (соответственно, различают рибо- и дезоксирибонуклеозиды); рис. 2. Нуклеозиды могут быть фосфорилированы киназами клетки, и тогда образуются соответствующие нуклеотиды.

Название нуклеозидов происходит от входящего в их молеулу азотистого основания: в случае аденина — аденозин (дезоксиаденозин), гуанина — гуанозин (дезоксигуанозин), тимина — тимидин (дезокситимидин), урацила — уридин (дезоксиуридин), цитозина — цитидин (дезоксицитидин).

Однако в реутилизации ДНК участвуют не только стандартные нуклеозиды (точнее, дезоксирибонуклеозиды), но и их модификации, из которых чаще всего встречается метилдезоксицитидин — 5mdC (рис. 3). Известны также другие модификации дезоксицитидина — гидроксиметилдезоксицитидин (5hmdC), формилдезоксицитидин (5fdC) и карбоксидезоксицитидин (5cadC).

Эти модификации возникают в результате эпигенетических процессов, происходящих на уже синтезированной ДНК. Так, метилирование дезоксицитидина в определенных участках ДНК служит главным образом для регуляции экспрессии генов. Включенные в геном в процессе синтеза ДНК уже модифицированные нуклеотиды распознаются как неправильные, и срабатывает система репарации: в ДНК возникают разрывы, неправильные нуклеотиды отщепляются, на их место ставятся правильные и разрывы зашиваются. Но мощности системы, ликвидирующей эти разрывы, может не хватить. В результате клетка переходит в состояние апоптоза и гибнет. Поэтому существуют механизмы, предотвращающие включение опасных модифицированных нуклеотидов в ДНК.

О метилдезоксицитидине (5mdC) уже было известно, что он реутилизируется как другой нуклеозид — дезокситимидин — после дезаминирования (удаления аминогруппы NH₂). А вот как реутилизируются другие модификации дезоксицитидина — известно не было. Поскольку в процессе реутилизации ДНК к нуклеозидам последовательно присоединяются три фосфатные группы и получаются нуклеозидтрифосфаты — субстраты для синтеза новой ДНК с помощью ДНК-полимеразы, то можно было предположить, что барьер, не позволяющий модифицированным цитозинам включиться в ДНК, должны воздвигнуть либо ферменты, участвующие в реутилизации, либо ДНК-полимераза.

Исследователи проследили, как работает цепочка реутилизации цитозина применительно к его модификациям. Дезоксицитидинтрифосфат (dC-трифосфат) образуется из дезоксицитидина (dC) в результате трех ферментативных реакций, присоединяющих к нему три фосфатные группы, выполняемых последовательно дезоксицитидинкиназой (DCK), цитидинмонофосфаткиназами (CMPK1 и CMPK2) и семейством нуклеозиддифосфаткиназ (NDPK) (рис. 1). Проверку начали с последнего звена — ДНК-полимеразы. В ДНК-полимеразной реакции in vitro гидроксиметилдезоксицитидин (5hmdC) включался в ДНК. После того как в культивируемые клетки был введен 5hmdC-трифосфат, в их ДНК был обнаружен 5hmdC. Следовательно, блокирование не связано с ДНК-полимеразой.

Далее были проверены другие звенья цепи реутилизации. В силу ряда особенностей метаболизма авторы обратили внимание прежде всего на дезоксицитидинкиназу (DCK) и цитидинмонофосфаткиназу CMPK1. Рекомбинантная (полученная методами генетической инженерии) DCK оказалась способной фосфорилировать — переносить 32 Р — на дезоксицитидин (dC), на метилдезоксицитидин (5mdC), на гидроксиметилдезоксицитидин (5hmdC), на формилдезоксицитидин (5fdC), но не на карбоксидезоксицитидин (5cadC). В то же время CMPK1 могла присоединять вторую фосфатную группу только на немодифицированный dC-монофосфат. Таким образом, неспособность CMPK1 фосфорилировать модифицированные цитозиновые нуклеозиды представляет собой препятствие, предотвращающее их включение во вновь синтезируемую ДНК.

В следующей серии экспериментов была изучена реакция различных культивируемых раковых клеток на присутствие в культуральной среде модифицированных производных цитозина. Была проверена токсичность гидроксиметилдезоксицитидина (5hmdC) для 19 линий клеток. Рост 17 из них не подавлялся или подавлялся незначительно, но клетки двух линий оказались чрезвычайно чувствительными как к 5hmdC, так и к формилдезоксицитидину (5fdC); рис. 4. Сравнение профилей экспрессии генов этих двух линий с профилями устойчивых клеток выявили достоверные различия для 1380 генов. Но из генов, участвующих в транспорте нуклеозидов или в реутилизации цитидина, среди них нашелся лишь усиленно экспрессирующийся ген цитидиндезаминазы (CDA), которая превращает дезоксицитидин (dC) в дезоксиуридин (dU). Чтобы подтвердить связь уровня экспрессии CDA и токсичности 5hmdC, в чувствительных клетках блокировали экспрессию CDA с помощью shРНК. И действительно, при этом клетки становились значительно более устойчивыми к 5hmdC.

Рис. 4. Чувствительность различных культивируемых раковых клеток к 5hmdC. По горизонтальной оси — названия клеток, по вертикальной оси — отношение количеств живых клеток, выращенных в присутствии 5hmdC и в присутствии dC. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

In vitro CDA оказалась способной дезаминировать метилдезоксицитидин (5mdC), гидроксиметилдезоксицитидин (5hmdC), формилдезоксицитидин (5fdC), но не карбоксидезоксицитидин (5cadC). В результате дезаминирования дезоксицитидина (dC) и метилдезоксицитидина (5mdC) образуются дезоксиуридин (dU) и дезокситимидин (dT) — нормальные предшественники тимидинтрифосфата. Но в результате дезаминирования 5hmdC и 5fdC образуются нестандартные нуклеозиды гидроксиметилдезоксиуридин (5hmdU) и формилдезоксиуридин (5fdU). Поэтому далее было изучено, может ли 5hmdC в клетках с повышенной активностью CDA преодолеть блок, превратившись в 5hmdU, и связана ли специфическая токсичность для клеток 5hmdC с включением в ДНК 5hmdU.

Прежде всего, была проверена способность работать с 5hmdU и с 5fdU теперь уже ферментов реутилизации дезоксиуридина (dU) и дезокситимидина (dT) — тимидинкиназы, присоединяющей первый фосфат к тимидину, и тимидилаткиназы, присоединяющей к нему второй фосфат. И оказалось, что в отличие от цитидинмонофосфаткиназы СМРК1, неспособной использовать как субстраты соответствующие монофосфаты гидроксиметилдезоксицитидина (5hmdC) и формилдезоксицитидина (5fdC), тимидилаткиназа присоединяла второй фосфат и к гидроксиметилдезоксиуридину (5hmdU), и к формилдезоксиуридину (5fdU). В то же время, мощная гидролаза, разрушающая дезоксиуридинтрифосфат и таким образом не позволяющая ему включиться в ДНК, с трифосфатами 5hmdU и 5fdU не работала. И наконец, в ДНК клеток линии MDA-MB-231, обладавших очень активной цитидиндезаминазой (CDA), после культивирования с 5hmdC или 5fdC обнаруживались гидроксиметилурацил (5hmUra) или формилурацил (5fUra) соответственно, но не гидроксиметилцитозин (5hmCyt) или формилцитозин (5fdCyt). Таким образом, CDA может дезаминировать 5hmdC или 5fdC, превращая их в 5hmdU или в 5fdU, которые затем фосфорилируются и включаются в ДНК, вызывая ее фрагментацию и гибель клетки.

Рис. 5. Соотношение количества обычных клеток Н1299 и Н1299 CDA_dsRed (с искусственно повышенной экспрессией CDA) выраставших в присутствии dC, 5hmdC или 5fdC из их первоначальной смеси в равных количествах. Уменьшенная концентрация 5fdC в культуральной среде показывает его более высокую токсичность. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Известно, что усиленная экспрессия CDA при ряде раков связана с устойчивостью к противораковым препаратам — аналогам цитидина. Она превращает их в безвредные для клетки соединения, что делает применение этих лекарств малоэффективным или бесполезным. В данном исследовании результат оказался противоположным: из-за усиления активности CDA нетоксичные в норме 5hmdC и 5fdC становятся для клеток летальными. Поэтому авторы предположили, что 5hmdC и 5fdC можно применить для селективного подавления раковых клеток. Они смешали равные количества культивируемых клеток рака легких Н1299, экспрессирующих нормальный уровень CDA и Н1299, в которых с помощью генно-инженерных манипуляций уровень CDA был резко повышен. При дальнейшем культивировании в присутствии 5hmdC или 5fdC наблюдалось резко выраженное селективное подавление роста последних (рис. 5).

Рис. 6. Схема и результаты эксперимента по трансплантации мышам клеток Н1299 и Н1299 CDA_dsRed (с искусственно повышенной экспрессией CDA). Слева — схема эксперимента, справа — объемы выраставших опухолей. По горизонтальным осям — время введения нуклеозидов и время регистрации объема опухолей (в днях). PBS — фосфатный буферный раствор (контроль). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Таким образом, открыт и описан механизм, посредством которого предотвращается включение в ДНК модифицированных производных цитозина. Но самым замечательным результатом обсуждаемой работы представляется то, что авторы показали принципиальную возможность обратить известный механизм устойчивости к противораковым препаратам, связанный с усиленной экспрессией CDA при ряде злокачественных опухолей, в механизм, открывающий перспективы для лечения рака, его типов, которым свойственна усиленная экспрессия CDA. Таковыми являются раки поджелудочной железы, ротовой полости и ряд других. Это может быть особенно важно для лечения рака поджелудочной железы, который в ближайшем будущем станет вторым по частоте встречаемости после рака легких онкологическим заболеванием. Разумеется, прежде чем эта стратегия найдет клиническое применение, предстоит еще выяснить много обстоятельств, связанных с возможной токсичностью или мутагенностью модифицированных нуклеозидов, и возможных механизмов устойчивости к такого рода терапии.

Источники:
1) Melania Zauri et al. CDA directs metabolism of epigenetic nucleosides revealing a therapeutic window in cancer // Nature. 2015. V. 524. P. 114–118.
2) Sharanya Sivanand, Kathrin E. Wellen. Molecular biology: Salvaging the genome // Nature. 2015. V. 524. P. 40–41. (Популярный синопсис к обсуждаемой статье.)

Generic synthetic acyclic nucleosides in causal treatment of herpes simplex relapses

Ключевые слова: простой герпес, лечение, ациклические нуклеозиды, валацикловир, Валвир.

Key words: herpes simplex, treatment, acyclic nucleosides, valacyclovir, Valvir.

Материал и методы

Дизайн исследования

Результаты исследования

Рис. 1. Данные результатов клинической эффективности Валвира.

Рис. 2. Результаты изучения комплаентности терапии Валвиром.

Заключение

Недавно компания Pfizer рассказала о разработанном лекарстве против SARS-CoV-2. Это не первый препарат против COVID-19 — в данном вопросе передовой оказалась компания Merck со своей разработкой.

И все же, подобное событие подтолкнуло к очевидным вопросам. Каковы механизмы работы средств против коронавирусной инфекции? Чем принципиально отличаются друг от друга разные препараты? Какие из существующих решений более эффективны? Можно ли заменить вакцины лекарствами?

Ответы на все эти вопросы — в нашей сегодняшней статье. Ее мы подготовили совместно с авторами научно-популярного телеграм-канала БиоЛогика.

Существует два принципиальных способа лечения коронавирусной инфекции: облегчение симптомов при тяжелом течении заболевания и прицельная терапия, направленная на вирус. В данной статье мы остановимся на втором подходе, однако стоит сказать пару слов о симптоматическом лечении.

COVID-19 начинается с размножения вируса в организме человека: симптомы вызываются вирусными частицами. На более поздних и тяжелых стадиях основная опасность — это гипервоспаление, вызванное слишком сильной активностью иммунной системы организма [1]. Цитокиновый шторм — главная причина проблем при тяжелом течении COVID-19: состояние организма ухудшается из-за механизма положительной обратной связи [2].

Есть и классический, этиотропный способ лечения — воздействие на сам вирус, а не на иммунную систему. Недостаток этих препаратов при COVID-19 — применение эффективно только в самом начале развития болезни. На более поздних стадиях сам вирус уже не имеет ключевого значения: проблема кроется в иммунной системе. Если предотвратить размножение вируса, это позволит перенести коронавирусную инфекцию в легкой форме или практически бессимптомно. Коронавирус не запустит опасные иммунные реакции в организме, в итоге можно значительно снизить уровень летальности.

Чтобы эти лекарства работали, необходимо своевременное и массовое тестирование людей с любыми легкими симптомами. Каждому должны быть доступны экспресс-тесты, основанные на выявлении коронавирусных антигенов в слизистой. В России таких тестов проводится мало, поэтому перспективы применения подобных препаратов в нашей стране достаточно туманны.

Использование аналогов нуклеотидов — это старый проверенный способ лечения вирусных заболеваний, вызываемых вирусом простого герпеса, вирусом Эбола, ВИЧ и других.

Действующее вещество проникает в зараженную клетку. Там препарат превращается в аналог нуклеотида: ведь для репликации вирус использует именно нуклеотиды, а нуклеозиды — это их предшественники. РНК-полимераза вируса — белок, отвечающий за репликацию, принимает эту молекулу за обычный нуклеотид. Репликация нарушается. Как это сказывается на SARS-CoV-2?

Адаптировано из статьи “Identifying mechanism for a new class of antiviral drugs could hasten approval”, 2017 [6].

Именно так работает лекарство, разработанное компанией Merck: препарат вызывает мутации в размножающемся SARS-CoV-2. Как заявляет компания, их препарат на 50 % снижает риск госпитализации больных коронавирусом, однако клинические испытания еще не закончены, поэтому окончательных выводов об эффективности и безопасности лекарства пока сделать нельзя. Потенциальный риск подобных препаратов — повышенная скорость появления новых штаммов, если лекарство используется неправильно и мутагенез недостаточно сильный, чтобы уничтожить популяцию вируса [16].

Препарат от Pfizer имеет принципиально иной механизм работы: главное действующее вещество является ингибитором вирусных протеаз, препятствуя размножению коронавируса. Как же это работает?

При сборке капсида — белковой оболочки вируса — коронавирус сначала синтезирует одну длинную полипептидную цепь, а затем разрезает ее с помощью протеаз. Получается несколько готовых белков [7]. Когда работа протеаз заблокирована, вирусные частицы не собираются, и вирус перестает размножаться. По такому принципу работают некоторые препараты от ВИЧ.

Одно из первых исследований о применении таких препаратов было опубликовано в августе 2020. Ремдесивир, EIDD-2801 и другие оказались эффективны против разных коронавирусов, в том числе и против SARS-CoV-2 [8].

Лекарство от Pfizer состоит из ингибитора вирусной протеазы PF-07321332 и вспомогательного вещества — ритонавира. Изначально ритонавир был открыт как ингибитор протеазы, но другого вируса — ВИЧ. В данном случае ритонавир повышает эффективность основного препарата: он преимущественно ингибирует цитохром печени Р450 — CY3А4, который метаболизирует основной компонент лекарства — PF-07321332. Цитохромы P450 — это большая группа ферментов печени из класса монооксигеназ, участвующие в инактивации, как правило, чужеродных веществ, в том числе и лекарств. Ритонавир ослабляет работу двух изоферментов цитохрома P450 — CYP3А4 и CYP2С6, в итоге эффективность лекарства повышается.

Компания Pfizer заявляет, что их препарат снижает уровень госпитализации на 89 %, однако клинические испытания пока продолжаются. В заявлениях Merck и Pfizer речь идет о разных фазах клинических испытаний, поэтому пока сложно сказать, какое из лекарств лучше.

Еще один способ лечения ковида — использование моноклональных антител [9]. Ученые выделяют антитела у людей, переболевших коронавирусом, исследуют эти антитела и синтезируют на их основе новые.

Синтезированные в лаборатории антитела состоят из двух фрагментов. Первая часть связывается с вирусными антигенами (Fab — от англ. fragment antigen binding), а вторая распознается иммунной системой (Fc — от англ. fragment crystallizable region, или кристаллизующийся фрагмент иммуноглобулина). Антитело взаимодействует с вирусными частицами (опсонизация) или зараженными вирусом клетками и привлекает к этому различные компоненты иммунитета: систему комплемента, натуральных киллеров. Активируется и гуморальный ответ: дифференцировка В-лимфоцитов в плазмоциты.

Адаптировано из обзора “Antiviral Monoclonal Antibodies: Can They Be More Than Simple Neutralizing Agents?” [10].

Как правило, при лечении вирусов моноклональными антителами используют целые коктейли из нескольких типов антител, чтобы повысить эффективность. В случае коронавируса это бамланивимаб + этесивимаб или казиривимаб + имдевимаб. Другие антитела, например, сотровимаб, можно применять отдельно, а не в составе коктейля [9].

Подавляющее большинство моноклональных антител к коронавирусу связываются со спайковым белком коронавируса — тем самым шипом, за счет которого вирус зацепляется за клетки и заражает их. Когда этот шип закрыт антителами, размножение коронавируса сильно замедляется, а иммунная система, наоборот, активируется.

Действующее вещество авифавира — фавипиравир — был открыт в Японии более пяти лет назад. Оно представляет собой производное пиразинкарбоксамида и ингибирует вирусную РНК-полимеразу, блокируя размножение разных РНК-вирусов.

Если сделать miРНК, направленную против белков вируса, то можно остановить его размножение в организме. Несмотря на то, что РНК-интерференция была открыта уже более 20 лет назад, одобренных FDA лекарств на ее основе довольно мало. Только три препарата с использованием siРНК (от англ. small interfering RNA — малые интерферирующие РНК), среди которых нет противовирусных средств, и ни одного — с miРНК [14]. Тем не менее, препараты, работающие по принципу РНК-интерференции могут быть действительно эффективны, так как они неплохо работают против вируса гепатита C, который имеет схожий с коронавирусом геном [17].

Российские ученые из ФМБА разрабатывают подобные молекулы против коронавируса, уже были успешно проведены первые доклинические испытания [15]. Преимущество таких препаратов — в их высокой специфичности, ведь здесь работает принцип комплементарности нуклеотидов. Есть много проблем, которые предстоит решить: деградация миРНК в живом организме и доставка этой молекулы до клеток.

Существуют различные способы лечения коронавирусной инфекции, однако пока что клинические испытания ни одного из препаратов не завершены. Когда лекарства будут окончательно протестированы и их можно будет применять, это позволит значительно снизить уровень госпитализации и летальности от коронавируса.

Но у всех лекарств есть определенные недостатки. Во-первых, применять препараты нужно на ранней стадии заболевания. Во-вторых, их применение должно строго контролироваться специалистами, так как в случае прерывания курса раньше времени у каждого отдельного пациента повышается вероятность появления устойчивых штаммов вируса. Это явление напоминает выработку резистентности бактерий к антибиотикам. Наконец, рассмотренные препараты очень дорогие: один курс может стоить несколько тысяч долларов. Поэтому всеобщая вакцинация остается главным инструментом для борьбы с пандемией: лекарством невозможно заменить прививки.

Читайте также: