Ученые СПбГУ и других научных организаций разработали метод, который помогает обнаружить ингибиторы фермента, ответственного за размножение коронавируса. При исследовании этого механизма специалисты СПбГУ обнаружили, что некоторые соки подавляют активность фермента. Полученные данные позволяют предположить, что позднее и другие природные вещества растительного происхождения могут лечь в основу лекарств от COVID‑19. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Viruses.
Основная протеаза SARS‑CoV‑2 — это фермент, играющий ключевую роль в репликации вируса, то есть обеспечивающий его размножение и последующее распространение. Он считается перспективной мишенью для создания противовирусных препаратов против COVID‑19, поскольку способен узнать и разрезать такую аминокислотную последовательность, которую не распознают близкие по функциям ферменты организма человека. Как отмечают исследователи, это свойство позволяет минимизировать риск побочных эффектов при применении будущих лекарств.
Ингибиторы способны замедлять или полностью останавливать биохимические процессы, что делает их перспективными кандидатами для разработки противовирусных средств. Однако для их эффективного применения необходимы принципиально новые инструменты скрининга — доступные, производительные, недорогие и простые в интерпретации. Существующие на сегодня методы либо требуют дорогостоящего специализированного оборудования, либо предполагают работу в лабораториях с высоким уровнем биобезопасности, что ограничивает их широкое использование.
Ученые Санкт‑Петербургского государственного университета совместно с коллегами из Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии и Всероссийского института защиты растений разработали новый подход к решению этой задачи. Разработанный экспертами метод представляет собой «живой детектор», который меняет окраску в зависимости от присутствия ингибиторов.
«В генной инженерии часто применяются гены, продукты которых вызывают цветную реакцию, — один из таких мы взяли за основу. В норме его продукт приводит к посинению бактерий, растущих на среде со специальным субстратом. Мы модифицировали этот ген, встроив в него участок, кодирующий аминокислотную последовательность, которую распознает основная протеаза коронавируса. Затем в ту же бактерию мы ввели ген самой протеазы. В итоге протеаза ″разрезала″ белок, отвечающий за посинение клеток», — пояснила профессор кафедры генетики и биотехнологий СПбГУ Татьяна Матвеева.
Как подчеркивают генетики, созданная система включает только вирусный фермент, лишенный инфекционной активности, что делает ее полностью безопасной для живых организмов. Еще одно преимущество метода — возможность быстро и с минимальными затратами проводить первичный отбор соединений‑кандидатов, которые в дальнейшем могут быть использованы для тестирования на культурах клеток млекопитающих и в клинических испытаниях.
Источником потенциальных ингибиторов послужили растения: для анализа выбрали соки граната, ревеня, калины, винограда, а также красной и черной смородины. С помощью биохимических и вычислительных методов ученые установили, что некоторые фитохимические вещества способны подавлять активность основной протеазы коронавируса.
В ходе экспериментов с гранатовым соком наблюдалось значительное усиление синей окраски при повышении его концентрации, что свидетельствует об успешном подавлении активности протеазы в бактериальных клетках. Сок калины, напротив, содержал мало веществ, воздействующих на фермент. Ревень и черная смородина проявили заметный ингибирующий эффект, тогда как виноградный и красносмородиновый соки не дали нужного результата. По мнению исследователей, эти данные могут быть полезны как для профилактики, так и для разработки новых лекарственных средств против COVID‑19.
«Мы получили важную информацию о том, как можно скорректировать питание при риске заражения коронавирусом, а также о возможностях подавления вируса на ранних стадиях заболевания. Наш метод может стать одним из инструментов в поиске лекарств не только от ковида, но и от будущих инфекций. На этой же основе можно создавать диагностические системы и для других вирусов», — рассказала аспирант кафедры генетики и биотехнологий СПбГУ Исса Шаза.
Исследователи подчеркивают, что предложенный метод не заменяет высокоточные биохимические анализы или тесты на противовирусную активность. Его задача — служить инструментом предварительного скрининга, помогая расставлять приоритеты при поиске ингибиторов главной протеазы SARS‑CoV‑2.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ
Источник фото: ru.123rf.com
