​В Лимнологическом институте СО РАН (Иркутск) и Институте эпидемиологии и микробиологии (Владивосток) разрабатываются средства против клещевого энцефалита. Одни из них позволят превращать патогенный штамм в безопасный, а вторые — не дадут вирусу проникнуть в организм (и, возможно, будут использоваться в виде пластыря).

«Проанализировав геномы клещевого энцефалита мы выделили две группы штаммов: патогенные и не вызывающие заболевания, и установили, что различие кроется именно в структуре вируса. Было найдено несколько ключевых замен аминокислот, которые изменяют конформацию вирусных белков. Учитывая это можно разрабатывать лекарственные средства направленного действия, моделирующие «превращение» вируса в его «безопасный» вариант», — рассказывает заведующий лабораторией аналитической биоорганической химии ЛИН СО РАН доктор биологических наук Сергей Иванович Беликов.

 
Сергей Беликов
 
Сейчас учёные рассчитывают изменение конформации двух белков-мишеней, но потенциальное лекарственное средство пока найдено только для одного из них. Эта мишень — комплекс двух вирусных белков NS2B и NS3 (протеаза), которые не входят в структуру самого вируса, но, синтезируясь в зараженной клетке, обеспечивают его размножение. 
 
Так, оказалось, что в «строении» комплекса NS2B-NS3 есть некая петля, положение которой различается у вариантов, обладающих разной патогенностью. У болезнетворных штаммов активный центр протеазы открыт и пропускает вирусный белок, который должен расщепиться на 10 себе подобных. А у субклинических форм, наоборот, активный центр замкнут — к нему не подойти. В этом случае вирус «плодится» неэффективно и организм легко справляется с ним с помощью антител.  
 
Учёные решили смоделировать ситуацию, при которой лекарство связывается с определенным участком протеазы, закрывая активный центр и, тем самым, препятствует размножению вируса. Новшество их подхода заключается в том, чтобы блокировать подход «болезнетворного» белка к протеазе, а не сам активный центр. Последнее небезопасно, поскольку воздействует не только на вирусную, но на множество других необходимых для жизнедеятельности организма протеаз, что может привести к появлению побочных эффектов. 
 
«Известна база данных по трёхмерным структурам протеазы. Нашего вируса нет, но можно предсказать форму комплекса с помощью гомологичного моделирования с использованием суперкомпьютера. Затем методами молекулярной динамики подтверждается стабильность этой структуры, а дальше нужно, снова с помощью вычислительной техники, добавлять потенциальные лиганды и перебирать все имеющиеся лекарства», — говорит Сергей Беликов. 

Проблема в том, что в базе данных существует около 200 тысяч соединений.  И для каждого из них нужно оценить взаимодействие с комплексом NS2B-NS3. Так как у исследователей было мало ресурсов, они взяли укороченную версию базы (2000 соединений), куда входят только лекарственные средства — если какое-то из них подойдёт, то оно уже прошло все стадии проверки биологической активности, имеет изученное побочное действие. В результате расчётов был получен список из 20-ти соединений. 
 
«Затем средства гранта на эту работу закончились, однако, оказалось, два из этих двадцати потенциальных претендентов продаются в аптеках (правда, их противовирусное действие ранее никто не исследовал). На экспериментах на мышах одно из них показало очень хороший эффект — оно уменьшило действие вируса в 10 тысяч раз. Биологические испытания ещё не закончены. В нашем списке около 20 соединений, некоторые из них могут блокировать размножение вируса более активно, но их нет в нашей аптечной сети. Теперь нам нужен заказчик, который профинансирует завершение этой работы», — комментирует учёный.
 
Другое перспективное противовирусное средство, разрабатывающееся в лаборатории аналитической биоорганической химии ЛИН СО РАН на основе аптамеров, не является лекарством, поскольку не лечит, а препятствует заболеванию — не позволяет вирусу проникнуть в организм.  Этот препарат является аналогом антител, подобно им он способен связываться с поверхностью вирусной частицы, но (и в этом его положительное от них отличие) может храниться годами при любых температурах. Аптамеры являются фрагментами ДНК, а не белками. Синтез этих соединений примерно в 10 раз дешевле, чем наработка антител, однако сначала требуется провести очень тщательный отбор вариантов, способных связываться с вирусом и препятствовать его проникновению в клетку и размножению.
 
«Мы получили и расшифровали пул аптамеров, которые связываются специфично с вирусным белком. Дальше нужно брать каждую из этих последовательностей и проверять на активность», — комментирует Сергей Беликов.
 
По словам исследователя, если удастся синтезировать искомое соединение, его можно будет наносить на специальный пластырь с микроиголочками. Наклеив пластинку на место укуса, пострадавший избежит заражения, и ему не потребуется срочно обращаться в больницу для введения сыворотки.
 
Диана Хомякова
 

Похожие новости

  • 28/03/2016

    Андрей Федотов: ключ к решению проблем - в изучении прошлого

    ​Директор Лимнологического института СО РАН (Иркутск) доктор геолого-минералогических наук Андрей Петрович Федотов считает, что ключ ко многим возникающим природным проблемам лежит в изучении прошлого — касается ли это изменений погоды или понижения уровня воды в Байкале.
    3737
  • 12/04/2019

    В Иркутске прошла научная сессия, посвященная 70-летию академической науки Восточной Сибири

    Об истории и основных достижениях академических учреждений Восточной Сибири рассказали на научной сессии 3 апреля в ИДСТУ СО РАН. В мероприятии приняли участие представители Республики Монголия, правительства Иркутской области, вузов города.
    1192
  • 05/02/2019

    Как помочь Байкалу?

    ​В Иркутском научном центре СО РАН прошло заседание Научного совета СО РАН по проблемам озера Байкал. Ученые обсудили вопросы, связанные с сохранением уникального объекта Всемирного наследия ЮНЕСКО, и подготовили ряд предложений в различные министерства и ведомства Российской Федерации.
    692
  • 04/05/2017

    Спецвыпуск журнала «Вестник РФФИ» посвящен озеру Байкал

    ​Очередной темой спецвыпуска журнала «Вестник Российского фонда фундаментальных исследований» стало озеро Байкал. Предыдущие два выпуска издания были посвящены вулканам Камчатки и Долине гейзеров в Кроноцком заповеднике.
    3220
  • 01/02/2016

    ИНЦ СО РАН в 2016 году получит 60 миллионов рублей на междисциплинарные проекты

    ​​В 2016 году финансирование междисциплинарных проектов, которые реализуются в институтах Сибирского отделения РАН в Иркутске в рамках интеграционной программы "Фундаментальные исследования и прорывные технологии как основа опережающего развития Байкальского региона и его межрегиональных связей", составит 60 млн рублей.
    1866
  • 26/04/2016

    Иркутские институты отказались объединяться в Байкальский федеральный исследовательский центр

    ​Ученые не хотят объединяться с потерей юридической самостоятельности по предложению ФАНО. Иркутские институты отказались объединяться в Байкальский федеральный исследовательский центр (ФИЦ), как им было предложено руководством Федерального агентства научных организаций.
    2106
  • 18/02/2016

    ФАНО профинансирует в 2016 году исследования изменения экосистемы Байкала

    ​Федеральное агентство научных организаций России (ФАНО) в 2016 году выделит средства на исследование причин изменения экосистемы на Байкале, сообщает Минприроды России."ФАНО профинансирует комплексное исследование причин эвтрофикации озера Байкал в 2016 году.
    2171
  • 17/02/2016

    Игорь Бычков: Мониторинг экосистемы Байкала находится на уровне 18 века

    ​Мониторинг экологического состояния озера Байкал находится на уровне 18 века. Об этом заявил директор Института динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН Игорь Бычков. По его словам, данный вопрос будет рассмотрен на экологической конференции Общероссийского народного фронта, которая пройдет в Иркутске 25 февраля.
    2834
  • 03/02/2016

    Экологический кризис на Байкале: новый эпизод

    ​Осенью 2015 г. сотрудники Лимнологического института РАН (Иркутск) и Байкальского музея ИНЦ СО РАН (пос. Листвянка, Иркутская обл.) обнаружили в пробах байкальской воды, взятых рядом с музеем недалеко от уреза воды, необычные "шарики" темно-бордового цвета диаметром 0,5 - 1,5 см, состоящие из радиально расходящихся нитей.
    1418
  • 14/06/2017

    В Иркутске комиссия Всемирного банка изучает риски для Байкала при строительстве ГЭС в Монголии

    ​Вопросы строительства Шурэнской ГЭС и комплекса водохранилищ на главном притоке озера Байкал - реке Селенге, которые планируют возвести в Монголии, стали темой встречи с членами инспекционной комиссии Всемирного банка.
    1247