Группа ученых Санкт-Петербургского университета, Института цитологии РАН и Университета Цинхуа (КНР) начала исследовать пептид, потенциально способный заблокировать связывание коронавируса SARS-CoV-2 с клетками человека. Как нам сообщили в университете, если эксперименты окажутся удачными, то в будущем пептид можно будет использовать для создания лекарства от COVID-19.
Для вторжения в клетки человеческого организма коронавирусы, в том числе и SARS-CoV-2, используют так называемые шипы. С помощью этих «шипов», образуемых на поверхности вируса специальным белком, вирус стыкуется с человеческой клеткой. Для стыковки используется один из многочисленных типов белков-рецепторов на поверхности человеческой клетки. В случае с SARS-CoV-2 это ангиотензинпревращающий фермент 2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2).
В конце марта китайские ученые опубликовали кристаллическую структуру этого фермента в комплексе с рецептор-связывающим доменом вирусного белка-«шипа», что позволило исследователям из Массачусетского технологического института (США) идентифицировать фрагмент ACE2, с которым связывается вирус. Это пептид из 23 аминокислотных остатков (IEEQAKTFLDKFNHEAEDLFYQS). По замыслу создателей пептида, он должен блокировать сайт связывания белка-«шипа», тем самым лишая вирус возможности «стыковаться» с ACE2 и проникать в клетки человеческого организма. В соответствии с такой интерпретацией авторы назвали свой пептид spike-binding peptide 1 (SBP1). Изучением данного пептида и занялись ученые СПбГУ совместно с коллегами из Цинхуа и Института цитологии РАН.
Исследования проводятся научными сотрудниками лаборатории биомолекулярного ЯМР СПбГУ Ольгой Рогачевой, Дмитрием Лузиком и Ириной Тюряевой — в том числе на базе ресурсного центра «Магнитно-резонансные методы исследования» Научного парка СПбГУ. Клеточные эксперименты предполагается проводить на базе Института цитологии РАН. Часть работы в рамках рабочего сотрудничества выполняется в лаборатории профессора Йи Шу в университете Цинхуа в Китае. Руководит проектом заведующий лабораторией био-ЯМР профессор Николай Скрынников.
Если блокирующие свойства SBP1 подтвердятся, а также удастся доказать отсутствие неспецифического связывания пептида с другими белками, потенциально он может быть использован для создания лекарства от COVID-19. Причем, как утверждают ученые, даже возможные мутации вируса не должны стать помехой для дальнейшей работы.
Чаще всего коронавирусы проникают в организм человека через дыхательную систему. Тем не менее предварительные данные свидетельствуют, что как раз в дыхательной системе ген ace2 экспрессируется слабо. «Вероятно, с этим связана невосприимчивость большинства людей к SARS-CoV-2. Если же смотреть более детально по отделам дыхательной системы, то максимальная экспрессия гена ace2 обнаруживается в носовой полости, а минимальная в альвеолах легких. Это означает, что у большинства заболевших будет наблюдаться только насморк, а в легких этих людей SARS-CoV-2 размножаться просто не сможет. Однако тяжелые случаи COVID-19 говорят о том, что при некоторых состояниях экспрессия гена ace2 в легких возрастает. Тогда размножение SARS-CoV-2 в легких может привести к пневмонии, а в случае неадекватной реакции иммунной системы — и к острому респираторному дистресс-синдрому. Блокирование взаимодействия белка-"шипа" SARS-CoV-2 и ACE2 на ранних стадиях заболевания у таких людей могло бы снизить их уязвимость к вирусу предотвратить тяжелое течение болезни», — уточнила Ольга Рогачева.
Поскольку на начальных стадиях болезни вирус размножается в клетках дыхательной системы и в кровь не попадает, то оптимальными способами доставки SBP1, по мнению ученых, могут стать ингаляционный и интраназальный. «Целесообразность использования блокаторов взаимодействия белка-"шипа" и ACE2 на стадии острого респираторного дистресс-синдрома надо исследовать отдельно. По моим представлениям, в этом случае большую пользу должны принести регуляторы иммунных реакций», — добавила Ольга Рогачева.
По ее мнению, перспективы стать медикаментом у SBP1 есть, но говорить со 100-процентной уверенностью о нем как будущем лекарстве рано. Однако, отметила исследователь, оптимизм внушают проводимые в настоящее время клинические исследования рекомбинантной немембранной формы ACE2 для лечения COVID-19. «SBP1, по данным его создателей, лишь немногим уступает ACE2 в связывании белка-"шипа". В то же время, в отличие от ACE2, он не должен участвовать ни в каких процессах в организме человека. В идеале, если все это подтвердится, у SBP1 есть шансы дойти до клинических исследований в качестве недорогого и безопасного лекарства, активного по отношению ко всем коронавирусам, использующим для входа в клетку ACE2. К сожалению, в реальности лишь немногим разработкам удается преодолеть весь путь от лабораторных экспериментов до аптечной полки и этот путь занимает очень много времени. Те методы, которые используем мы, позволят однозначно решить, стоит ли начинать с SBP1 эксперименты на животных или нет. На данный момент ответ на этот вопрос действительно актуален», — заключила Ольга Рогачева.
