«Вирусы представляют собой серьезную угрозу для глобального общественного здравоохранения», — сказал Крейг Кэмерон, профессор и заведующий кафедрой биохимии и молекулярной биологии Эберли в Пенсильвании и автор статьи. «Разработка противовирусных препаратов широкого спектра действия — тех, которые эффективны против множества различных вирусов — жизненно важна для нашей способности предотвращать вспышки или реагировать на них. Мы смогли продемонстрировать механизм недавно разработанного класса противовирусных препаратов, которые потенциально могут быть широкими. спектр."
Практически все вирусы, чьи геномы состоят из РНК, а не ДНК, используют фермент, называемый РНК-зависимой РНК-полимеразой, для экспрессии генов и репликации своего генома для создания новых копий самих себя. Таким образом, фермент полимераза является привлекательной мишенью для разработки противовирусных препаратов широкого спектра действия.
«Чтобы создать больше вирусов, фермент РНК-полимераза реплицирует геном вируса путем включения нуклеотидов — строительных блоков РНК или ДНК, которые состоят из основания и сахара — по одному», — сказал Джейми Дж. Арнольд, доцент Университета Пенсильвании и еще один автор статьи. «Для многих противовирусных препаратов альтернативные версии этих строительных блоков разработаны таким образом, что, когда они включаются во время репликации, они каким-то образом нарушают процесс. Чтобы понять механизм разрушения, мы использовали магнитный пинцет, который позволил нам отслеживать прогрессирование сотен отдельных пациентов.
Ферменты РНК-полимеразы в процессе репликации в присутствии противовирусных препаратов ».Магнитный пинцет прикрепляет один конец сотен отдельных нитей РНК к поверхности и прикрепляет магнитную бусину к другому концу. Затем магнит удерживает нити вертикально, в то время как исследователи наблюдают за бусинами под микроскопом.
По мере того как РНК-полимераза создает новую РНК, длина нити изменяется, перемещая бусину вверх или вниз. Поскольку они могут отслеживать сотни этих процессов одновременно, исследователи могут создавать наборы данных и разрабатывать надежные статистические данные для своих наблюдений.
«Нас особенно интересовал противовирусный препарат под названием Т-1106», — сказал Кэмерон. «Это связано с фавипиравиром, который недавно был одобрен в Японии для использования при лечении гриппа, но механизм был неизвестен. Мы смогли показать, что эти противовирусные препараты — новый класс, который изменяет основу строительного блока РНК, а не сахар — работают по-новому.
В отличие от других известных противовирусных препаратов, которые либо включают мутации в процесс репликации, либо полностью останавливают его, этот новый класс работает, заставляя фермент РНК-полимеразу приостанавливаться и возвращаться. При таком понимании мы можем приступить к доработке конструкции этих антивирусных препаратов и ускорить процесс их утверждения ».