Попав в клетку, любой вирус начинает синтезировать свои белки и копировать свою нуклеиновую кислоту. Потом новые копии вирусного генома оденутся в структурные вирусные белки – сформируются новые вирусные частицы, которые выйдут из клетки.
При этом часто у вирусов в геноме закодирован собственный фермент, который строит копии их нуклеиновой кислоты. В случае коронавирусов и ряда других РНК-содержащих вирусов этот фермент называется РНК-зависимая РНК-полимераза: она на одной молекуле РНК (молекуле-шаблоне) строит новую молекулу РНК – синтезирует полимерную РНК из множества мономеров-рибонуклеотидов. РНК-зависимая РНК-полимераза – сугубо вирусное изобретение, в клетках РНК синтезируется на ДНК, а не на другой РНК; так что если мы заблокируем вирусный фермент, мы помешаем вирусу размножаться.
Как было сказано, вирусная полимераза использует рибонуклеотиды, поэтому ей можно подсунуть молекулу-аналог какого-нибудь рибонуклеотида, чтобы фермент встраивал аналог в растущую РНК и тем самым вызывал в ней множественные мутации, делая вирус просто нежизнеспособным. Использование аналогов нуклеотидов, то есть аналогов генетических букв – обычный метод, который широко используют во всех молекулярно-биологических лабораториях, где изучают белки-полимеразы, синтезирующие ДНК и РНК. Конечно, если мы хотим использовать аналог нуклеотида как лекарство, то важно, чтобы он взаимодействовал только с вирусным ферментом.
В октябре прошлого года в Science Translational Medicine появилась статья про молекулу EIDD-2801: в клетке она превращалась в N4-гидроксицитидин – аналог одной из генетических букв, связанный с сахаром рибозой. Оказалось, что этот аналог эффективно подавляет размножение вирусов гриппа А и В, причём EIDD-2801 эффективно работала не только в клеточных культурах, но и у больных хорьков (их используют в «гриппозных» экспериментах потому, что хорьки болеют гриппом так же, как люди).
Вирусы гриппа – тоже РНК-вирусы, использующие РНК-зависимую РНК-полимеразу. Можно ли использовать подействовавшую на них молекулу также и против других РНК-вирусов с аналогичным ферментом? Только что в том же Science Translational Medicine вышла статья, в которой описано, как EIDD-2801 работает против коронавирусов. Авторы из первой, «гриппозной» статьи вместе с коллегами из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл испытывали EIDD-2801 на клетках человеческих лёгких, заражённых новым коронавирусом SARS-CoV-2 – и молекула–аналог действительно подавляла в них размножение вируса.
Кроме того, EIDD-2801 давали мышам, заражённым двумя другими известными коронавирусами, SARS-CoV и MERS-CoV, первый из которых был причиной вспышки атипичной пневмонии в 2002–2003 гг., а второй вызывает очень опасный ближневосточный респираторный синдром с 30-процентной летальностью; оба вируса сильно поражают лёгкие.
Но если EIDD-2801 давали мышам между 12 и 24 днями после инфицирования, то вирусы повреждали лёгкие значительно слабее, самих вирусных частиц в лёгких образовывалось меньше, а мыши меньше теряли в весе – то есть болезнь переносили лучше.
Авторы работы пишут, что EIDD-2801 провоцировала много мутаций в вирусной РНК, при этом клеточная РНК оставалась неповреждённой. (Впрочем, безвредность EIDD-2801 нужно будет ещё перепроверить – в феврале в журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy выходила статья, в которой говорилось, что N4-гидроксицитидин может плохо сказываться на РНК, которая синтезируется в митохондриях.)
Но EIDD-2801 – не единственный аналог генетической буквы, который пытаются использовать против коронавирусов. Совсем недавно мы писали о ещё одном таком аналоге под названием ремдесивир, который блокирует инфекцию SARS-CoV-2 в культуре клеток человека и обезьяны и с которым уже идут клинические испытания в Китае и США.
Однако вирусы быстро меняются, и к ремдесивиру у них появляется устойчивость – как, впрочем, и к EIDD-2801. Но при этом если у вируса возникла устойчивость к ремдесивиру, он становится более чувствителен к EIDD-2801, и наоборот, так что, вероятно, оба вещества будут использовать вместе – если клинические испытания EIDD-2801, которые скоро должны вот-вот начаться, дадут положительные результаты.
Автор: Кирилл Стасевич