Многие методы лечения COVID-19 сосредоточены на шиповидном белке, который вирус использует для связывания с клетками человека. Хотя эти методы лечения хорошо работают на исходном варианте, они могут быть не такими эффективными на будущих. Вариант Омикрон, например, имеет несколько шиповидных мутаций, пишет medicalxpress.com.
Притцкеровская школа молекулярной инженерии Профессор Хуан де Пабло и его группа использовали расширенное вычислительное моделирование для изучения другого белка, который имеет решающее значение для репликации вируса и остается относительно стабильным для разных коронавирусов. Этот белок, называемый Nsp13, принадлежит к классу ферментов, известных как хеликазы, которые играют роль в репликации вируса.
Благодаря этой работе ученые также обнаружили три различных соединения, которые могут связываться с Nsp13 и ингибировать репликацию вируса. Учитывая согласованность последовательностей хеликаз в вариантах коронавируса, эти ингибиторы могут послужить ценной отправной точкой для разработки лекарств, нацеленных на хеликазы, для лечения COVID-19.
«В настоящее время у нас есть только одно лекарство от COVID-19, и, поскольку вирус мутирует, нам абсолютно необходимо нацеливаться на другие строительные блоки, помимо шиповидного белка », — сказал де Пабло. «Наша работа показала, как небольшие молекулы способны модулировать поведение привлекательной мишени при репликации вируса, и показала, что существующие молекулярные каркасы являются многообещающими кандидатами для лечения COVID».
Результаты были опубликованы в журнале Science Advances .
Нарушение сети связи
В течение последних двух лет де Пабло и его группа использовали передовые вычислительные модели для изучения белков, которые позволяют вирусу, вызывающему COVID-19, размножаться или заражать клетки. Моделирование, которое требует месяцев чрезвычайно сложных вычислений с использованием мощных алгоритмов, в конечном итоге раскрывает, как вирус работает на молекулярном уровне.В этом проекте сотрудники исследовали белок Nsp13, который раскручивает двухцепочечную ДНК на две одинарные нити, что является важным шагом в репликации. Ранее исследователи знали, что Nsp13 осуществляет это раскручивание, но не имели хорошего представления о сложной динамике процесса. Моделирование показало, как несколько доменов в белке взаимодействуют друг с другом и действуют согласованно, создавая нужные силы для раскручивания.
Они также обнаружили, что в тот момент, когда внешняя молекула связывается с определенными участками белка, она разрушает эту коммуникационную сеть. Это означает, что белок больше не может эффективно раскручивать ДНК, и вирусу становится труднее размножаться.
О некоторых соединениях уже сообщалось, что они являются ингибиторами Nsp13, но исследователи выбрали три соединения для тестирования в своих моделях: бананин, SSYA10-001 и хромон-4c.
Исследователи обнаружили, что все три, по-видимому, эффективно разрушают белок Nsp13, связываясь с определенными участками и разрушая сеть белка . Теперь де Пабло и его сотрудники работают с экспериментаторами, чтобы проверить их результаты в лаборатории.
Ряд кандидатов на лечение COVID-19
Ранее группа использовала вычислительный анализ, чтобы выяснить, как препарат Эбселен связывается с основной протеазой вируса, или MPro. В другом исследовании они также показали, как противовирусный препарат ремдесивир связывается с вирусом и взаимодействует с ним. Они также показали, как соединение лютеолин подавляет способность вируса к репликации.Исследователи даже использовали информацию из своих симуляций для разработки нового препарата для лечения COVID-19, который они надеются опубликовать в течение следующих нескольких месяцев.
«Мы продолжаем изучать препараты, воздействующие на разные части вируса, разные белки, а затем используем экспериментальные данные для подтверждения их эффективности», — сказал де Пабло. «Теперь у нас есть ряд кандидатов, и наши недавно разработанные лекарства могут изменить правила игры в лечении COVID-19 и новых коронавирусов в будущем».
Среди других авторов статьи Густаво Р. Перес-Лемус, Синтия А. Менендес, Вальтер Альварадо и Фабиан Билен.
