Сьогодні як ніколи необхідні противірусні препарати широкого спектра дії, особливо у контексті зоонозних інфекцій, які виникають, щодо яких досі не знайдено конкретних способів втручання. Тімоті Шихан, дослідник з кафедри епідеміології в Університеті Північної Кароліни у Чапел-Хілл, США, разом з колегами перевірив потенціал аналогу рибонуклеозиду, який раніше продемонстрував свою активність проти інших РНК-вірусів, таких як вірус грипу та Еболи. Цей препарат був ефективним у клітинних лініях та первинних епітеліальних культурах дихальних шляхів людини стосовно багатьох коронавірусів, включаючи SARS-CoV-2. Механізм дії зазначеного препарату такий: він «включається» у вірусну РНК, викликаючи мутації, що, зрештою, приводить до загибелі вірусу.
Коронавіруси (CoVs) часто циркулюють між різними видами тварин, що призводить до розвитку нових спалахів захворювання, про які свідчить нещодавня поява SARS-CoV-2 — збудника COVID-19. Вчені продемонстрували в ході свого дослідження, що аналоги рибонуклеозиду β-D-N гідроксицитидин (NHC; EIDD-1931) мають противірусну активність широкого спектра дії у боротьбі із SARS-CoV-2, MERS-CoV, SARS-CoV, а також проти зоонозних вірусів 2c bat-CoVs. Крім того, вони демонструють високий потенціал активності проти мутацій, що забезпечують CoV-резистентність до інгібітора нуклеозидного аналогу ремдесивіру. У мишей, інфікованих SARS-CoV або MERS-CoV, профілактичне і терапевтичне введення молекули EIDD-2801, перорального біодоступного попередника NHC (β-D-N-гідроксицитидин- 5’-ізопропилового ефіру), забезпечувало менш виражене пошкодження легень, а самих вірусних частинок у легенях утворювалося менше; миші при цьому менше втрачали масу тіла, тобто легше переносили захворювання. Автори зазначають, що застосування EIDD-2801 приводило до виникнення мутацій у вірусній РНК, при цьому клітинна РНК залишалась непошкодженою.
NHC потужно інгібує реплікацію MERS-CoV та SARS-CoV-2
З метою визначення здатності NHC блокувати реплікацію високопатогенного вірусу CoV людини, дослідники провели противірусні аналізи у клітинних лініях із MERS-CoV та SARS-CoV-2. Спочатку оцінювалася противірусна активність NHC щодо MERS-CoV в епітеліальній клітинній лінії легень людини Calu-3 2B4 (клітини «Calu-3»). Використовуючи рекомбінантну нанолюциферазу, що експресує MERS-CoV, вимірювали реплікацію вірусу в культурах, які оброблялися дозою препарату протягом 48 год. NHC виявився сильнодіючим противірусним препаратом із рівнем середньої інгібувальної концентрації (IC50) 0,15 мкм та за відсутності цитотоксичності в аналогічно оброблених неінфікованих культурах в усьому діапазоні доз (цитотоксична концентрація 50% (CC 50) >10 мкм). Терапевтичний індекс для NHC становив >100. Використовуючи клінічний ізолят SARS-CoV-2 (2019-nCoV/USA-WA1/2020), вчені також провели противірусні аналізи у клітинах нирок африканської зеленої мавпи та дійшли того самого висновку: NHC — сильнодіючий противірусний препарат. Далі визначали противірусну активність NHC щодо SARS-CoV-2 у клітинах Calu-3 шляхом вимірювання продукції інфекційних вірусів та вірусних геномів. Спостерігалося дозозалежне зниження вірусних титрів. Геномну РНК вірусу кількісно визначали в освітлених супернатантах за допомогою кількісної зворотної транскрипційної полімеразної ланцюгової реакції (qRT-PCR). Спостерігалося дозозалежне зниження вірусної геномної РНК.
NHC володіє високою активністю щодо SARS-CoV-2, MERS-CoV і SARS-CoV у культурах первинних епітеліальних клітин дихальних шляхів людини
З метою визначення противірусної ефективності NHC у первинних клітинах людини проведено серію досліджень у культурах первинних епітеліальних клітин дихальних шляхів (HAE). HAE моделює «архітектуру» та клітинну складність провідних дихальних шляхів та легко інфікується великою кількістю зоонозних вірусів та вірусів людини, включаючи SARS-CoV і MERS-CoV. Дослідники визначали, чи буде NHC пригнічувати реплікацію клінічного ізоляту SARS-CoV-2 у HAE. Спостерігалося дозозалежне зниження продукції SARS-CoV-2. Подібні тенденції зниження титру відзначали і в копіях геномної та субгеномної РНК у HAE, інфікованої SARS-CoV. Таким чином, NHC має сильну противірусну дію щодо SARS-CoV-2, MERS-CoV і SARS-CoV без ознак цитотоксичності.
NHC ефективний щодо резистентних до ремдесивіру вірусів та різних зоонозних CoV
Встановлено, що віруси набувають резистентності до ремдесивіру, як і до EIDD-2801. Але при цьому, якщо у вірусу виникла стійкість до ремдесивіру, він стає більш чутливим до EIDD-2801, і навпаки. Отже, вірогідно, обидва засоби будуть використовуватися у комбінації.
EIDD-2801 зменшує реплікацію SARS-CoV
Враховуючи противірусну активність NHC in vitro, дослідники почали оцінювати його ефективність in vivo, використовуючи EIDD-2801, розроблений з метою покращення фармакокінетики in vivo і пероральної біодоступності серед людей та приматів. Спостерігалося значне зниження частоти виникнення легеневої кровотечі у мишей при лікуванні EIDD-2801 (500 мг/кг маси тіла) із дозозалежним зниженням вірусних титрів у легенях.
Отже, низькомолекулярні противірусні препарати можуть чинити противірусний опір багатьма механізмами, включаючи блокування проникнення вірусу, інгібування ферменту, що кодується вірусом, блокування утворення вірусних частинок та націлювання на фактори, необхідні для реплікації. Численні противірусні препарати прямої дії наразі оцінюються у рандомізованих контрольних випробуваннях з метою лікування пацієнтів із COVID-19, включаючи гідроксихлорохін, лопінавір/ритонавір та ін. Як доповнення до вищезазначених засобів, вчені повідомляють про NHC та його перорального біодоступного попередника EIDD-2801, які, у свою чергу, продемонстрували противірусну активність проти SARS-CoV, MERS-CoV і наразі існуючого SARS-CoV-2 у культурі клітин HAE. Крім того, NHC ефективний відносно VEEV (вірусу венесуельського кінського енцефаліту), грипу типів A і B, віруса Еболи та Чікунгуньї. Профілактичне і терапевтичне лікування EIDD-2801 значно зменшує вірусне навантаження на легені та поліпшує їх функціонування на мишачих моделях. Зазначається, що вірусні титри SARS-CoV та MERS-CoV досягають піку реплікації у період від 24 до 48 год у мишачих легенях; у людей цей процес відбувається за 7–10 днів після появи симптомів.
- Sheahan T., Sims A., Zhou S. (2020) An orally bioavailable broad-spectrum antiviral inhibits SARS-CoV-2 in human airway epithelial cell cultures and multiple coronaviruses in mice (https://stm.sciencemag.org/content/12/541/eabb5883).
Катерина Приходько-Дибська
