SỬ DỤNG MỘT SỐ THUỐC ĐƯỢC FDA CẤP PHÉP CÓ THỂ HỖ TRỢ ĐIỀU TRỊ COVID-19

SỬ DỤNG MỘT SỐ THUỐC ĐƯỢC FDA CẤP PHÉP CÓ THỂ HỖ TRỢ ĐIỀU TRỊ COVID-19

Joyce Jose, trợ lý giáo sư hóa sinh và sinh học phân tử, Penn State cho biết: “Các vắc xin SARS-CoV-2 nhắm vào protein đột biến, nhưng protein này đang chịu áp lực chọn lọc mạnh mẽ và như chúng ta đã thấy với Omicron, có thể trải qua các đột biến đáng kể”, Joyce Jose, trợ lý giáo sư hóa sinh và sinh học phân tử, Penn State, cho biết. . "Vẫn còn nhu cầu cấp thiết về các tác nhân điều trị SARS-CoV-2 nhắm vào các bộ phận của virus ngoài protein đột biến không có khả năng tiến hóa."

Nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng hai enzym SARS-CoV-2 - protease bao gồm Mpro và PLpro - là những mục tiêu đầy hứa hẹn để phát triển thuốc kháng vi-rút. Ví dụ, liệu pháp COVID-19 của Pfizer Paxlovid nhắm vào Mpro. Theo Jose, các enzym này tương đối ổn định; do đó, chúng không có khả năng phát triển các đột biến kháng thuốc một cách nhanh chóng.

Katsuhiko Murakami, giáo sư hóa sinh và sinh học phân tử, Penn State, lưu ý rằng những protease virus này, nhờ khả năng phân cắt hoặc cắt protein, rất cần thiết cho sự nhân lên của SARS-CoV-2 trong các tế bào bị nhiễm bệnh.

"SARS-CoV-2 tạo ra các protein dài, được gọi là polyprotein, từ bộ gen RNA của nó phải được phân cắt thành các protein riêng lẻ bởi các protease này theo cách có trật tự dẫn đến sự hình thành các enzym và protein chức năng của virus để bắt đầu sao chép virus khi nó xâm nhập vào tế bào , ”Murakami giải thích. "Nếu bạn ức chế một trong những protease này, có thể ngăn chặn sự lây lan thêm của SARS-CoV-2 ở người bị nhiễm."

Các phát hiện được công bố hôm nay (25 tháng 2) trên tạp chí Communications Biology .

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế một thử nghiệm để xác định nhanh chóng các chất ức chế protease Mpro và PLpro trong tế bào người sống.

Jose cho biết: “Mặc dù các thử nghiệm khác có sẵn, nhưng chúng tôi đã thiết kế thử nghiệm mới của mình để nó có thể được tiến hành trong các tế bào sống, cho phép chúng tôi đo lường đồng thời độc tính của các chất ức chế đối với tế bào người.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng xét nghiệm của họ để kiểm tra một thư viện gồm 64 hợp chất - bao gồm các chất ức chế protease HIV và viêm gan C; protease cysteine, xuất hiện ở một số ký sinh trùng đơn bào; và dipeptidyl peptidase, một loại enzym của con người có liên quan đến bệnh tiểu đường loại 2 - vì khả năng ức chế Mpro hoặc PLpro của chúng. Từ 64 hợp chất, nhóm đã xác định 11 hợp chất ảnh hưởng đến hoạt động Mpro và 5 hợp chất ảnh hưởng đến hoạt động PLpro dựa trên việc cắt giảm 50% hoạt động của protease với khả năng sống của tế bào là 90%.

Anoop Narayanan, phó giáo sư nghiên cứu về hóa sinh và sinh học phân tử, đã theo dõi hoạt động của các hợp chất bằng kính hiển vi đồng tiêu sống.

Narayanan cho biết: “Chúng tôi thiết kế thí nghiệm để nếu hợp chất này ảnh hưởng đến protease, bạn sẽ thấy huỳnh quang ở một số khu vực nhất định của tế bào.

Tiếp theo, nhóm đã đánh giá hoạt động kháng vi-rút của 16 chất ức chế PLpro và Mpro chống lại vi-rút SARS-CoV-2 trong tế bào người sống tại một cơ sở BSL-3, Phòng thí nghiệm Eva J. Pell ABSL-3 về Nghiên cứu Sinh học Nâng cao tại Penn State, và phát hiện ra rằng 8 người trong số họ có các hoạt động kháng vi-rút phụ thuộc vào liều lượng chống lại SARS-CoV-2. Cụ thể, họ phát hiện ra rằng Sitagliptin và Daclatasvir ức chế PLpro, và MG-101, Lycorine HCl và Nelfinavir mesylate ức chế Mpro. Trong số này, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng MG-101 cũng cản trở khả năng lây nhiễm tế bào của virus bằng cách ức chế quá trình xử lý protease của protein đột biến.

Narayanan cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng khi các tế bào được xử lý trước bằng các chất ức chế đã chọn, chỉ có MG-101 ảnh hưởng đến sự xâm nhập của vi rút vào tế bào.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc xử lý tế bào bằng sự kết hợp của chất ức chế Mpro và PLpro có tác dụng kháng vi-rút cộng thêm, giúp ức chế sự nhân lên của SARS-CoV-2 nhiều hơn.

Jose cho biết: “Trong nuôi cấy tế bào, chúng tôi đã chỉ ra rằng nếu bạn kết hợp các chất ức chế Mpro và PLpro, bạn sẽ có tác dụng mạnh hơn đối với vi rút mà không làm tăng độc tính. "Sự ức chế kết hợp này rất mạnh."

Để nghiên cứu cơ chế mà MG-101 ức chế hoạt động của Mpro protease, các nhà khoa học, bao gồm Manju Narwal, học giả sau tiến sĩ về hóa sinh và sinh học phân tử, đã sử dụng phương pháp tinh thể học tia X để thu được cấu trúc có độ phân giải cao của MG-101 cùng với Mpro.

Narwal nói: “Chúng tôi có thể thấy MG-101 tương tác với trang web đang hoạt động của Mpro như thế nào. "Chất ức chế này bắt chước polyprotein và liên kết theo cách tương tự với protease, do đó ngăn chặn protease liên kết và cắt polyprotein, đây là một bước thiết yếu trong quá trình nhân lên của vi rút."

Murakami nói thêm, "Bằng cách hiểu cách hợp chất MG-101 liên kết với vị trí hoạt động, chúng tôi có thể thiết kế các hợp chất mới có thể hiệu quả hơn nữa."

Thật vậy, nhóm nghiên cứu đang trong quá trình thiết kế các hợp chất mới dựa trên cấu trúc mà họ xác định được bằng phương pháp tinh thể học tia X. Họ cũng có kế hoạch thử nghiệm các loại thuốc kết hợp mà họ đã chứng minh là có hiệu quả trong ống nghiệm trên chuột.

Mặc dù các nhà khoa học đã nghiên cứu biến thể Delta của SARS-CoV-2, nhưng họ cho biết loại thuốc này có thể sẽ có hiệu quả chống lại Omicron và các biến thể trong tương lai vì chúng nhắm vào các bộ phận của virus không có khả năng đột biến đáng kể.

Jose cho biết: “Việc phát triển các loại thuốc kháng vi-rút phổ rộng chống lại nhiều loại coronavirus là chiến lược điều trị cuối cùng đối với các trường hợp nhiễm coronavirus đang lưu hành và mới nổi. "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng việc sử dụng lại một số loại thuốc được FDA chấp thuận chứng minh hiệu quả trong việc ức chế hoạt động của Mpro và PLpro có thể là một chiến lược hữu ích trong cuộc chiến chống lại SARS-CoV-2."