Obecne na powierzchni wirusów białka mogą być celem dla przeciwciał monoklonalnych czy umożliwiać działanie szczepionek. Jednak pod wpływem mutacji białka te mogą szybko się zmieniać, co zmniejsza skuteczność profilaktyki i leczenia chorób wirusowych – dobrym przykładem były tu szczepy wirusa SARS-CoV-2, powodującego COVID-19.
- Znaleźliśmy piętę achillesową wielu wirusów: ich osłonki. Wykorzystanie tej luki i przerwanie osłonki jest obiecującym mechanizmem działania w celu opracowania nowych leków przeciwwirusowych – powiedział Kent Kirshenbaum, profesor chemii na New York University i główny autor badania. Jego zdaniem nowe podejście może znaleźć zastosowanie przeciwko licznym wirusom i pomóc w przezwyciężeniu oporności na leki.
Kirshenbaum zwraca uwagę na pilne zapotrzebowanie na środki przeciwwirusowe, które działają w nowy sposób, w celu inaktywacji wirusów. - Idealnie nowe środki przeciwwirusowe nie byłyby specyficzne dla jednego wirusa lub białka, więc byłyby gotowe do zwalczania nowych wirusów. Musimy teraz opracować leki nowej generacji i mieć je na półkach, aby być gotowymi na kolejną pandemię – a na pewno będzie kolejna – dodał Kirshenbaum.
Ludzki układ odpornościowy zwalcza patogeny, wytwarzając peptydy przeciwdrobnoustrojowe, pierwszą linię obrony organizmu przed bakteriami, grzybami i wirusami. Większość wirusów powodujących choroby otoczonych jest lipidową osłonką, a peptydy powodują uszkodzenie lub nawet rozpad tej osłonki.
Chociaż peptydy przeciwdrobnoustrojowe można zsyntetyzować w laboratorium, rzadko są one stosowane w leczeniu chorób zakaźnych u ludzi, ponieważ łatwo się rozkładają i mogą być toksyczne dla zdrowych komórek. W zamian naukowcy opracowali syntetyczne cząsteczki zwane peptoidami, które są w stanie lepiej przebić się przez osłonkę wirusa i są mniej podatne na degradację.
- Zaczęliśmy myśleć o tym, jak naśladować naturalne peptydy i tworzyć cząsteczki o wielu takich samych cechach strukturalnych i funkcjonalnych jak peptydy, ale złożone z czegoś, czego nasze ciała nie będą w stanie szybko rozłożyć – wskazał Kirshenbaum.
Naukowcy zbadali siedem peptoidów, z których wiele pierwotnie odkryto w laboratorium Annelise Barron w Stanford, współautorki badania. Zespół z NYU zbadał przeciwwirusowe działanie peptoidów na cztery wirusy: trzy otoczone błonami (Zika, gorączka doliny Rift i chikungunya) i jeden bez (wirus Coxsackie B3).
- Byliśmy szczególnie zainteresowani badaniem tych wirusów, ponieważ w ich przypadku nie ma dostępnych opcji leczenia – powiedział Patrick Tate, doktorant chemii na Uniwersytecie Nowojorskim i pierwszy autor badania.
Osłonki otaczające wirusy są zbudowane z innych cząsteczek niż sam wirus, ponieważ lipidy są pozyskiwane z błony komórkowej gospodarza. Jeden z tych lipidów, fosfatydyloseryna, obecna jest w osłonce na zewnątrz wirusa, natomiast w normalnych warunkach znajduje się wewnątrz komórek. Dzięki temu fosfatydyloseryna może być specyficznym celem dla peptoidów, które nie uszkadzają ludzkich komórek.
Naukowcy przetestowali siedem peptoidów przeciwko czterem wirusom i odkryli, że peptoidy unieczynniały wszystkie trzy wirusy otoczkowe – Zika, gorączki doliny Rift i chikungunya – poprzez rozerwanie błony wirusowej, nie zaszkodziły natomiast wirusowi Coxsackie B3, jedynemu w tym eksperymencie który nie miał osłonki. Natomiast wirus chikungunya zawierający w swojej błonie wyższy poziom fosfatydyloseryny był szczególnie podatny na aktywność peptoidów.
Naukowcy kontynuują badania przedkliniczne, aby ocenić potencjał tych cząsteczek w zwalczaniu wirusów i zrozumieć, czy mogą one przezwyciężyć rozwój oporności w przypadku eboli, SARS-CoV-2 i opryszczki.