Природное средство от коронавируса обнаружено в водорослях
Работа опубликована в Cell Discovery Ученые целенаправленно исследовали свойства гепарина - известного всем антикоагулянта. Во время предыдущих опытов было доказано, что это вещество обладает исключительным связывающим свойством к спайковому белку (S-белку) SARS-CoV-2. Теперь же ученым предстояло выяснить, снижает ли при этом гепарин или его ближайшие "родственники" - полисахариды (гепарансульфаты, гликозаминогликаны, фукоидан), активность вируса.
Гепарин и высокосульфатированные полисахариды были экранированы с помощью поверхностного плазмонного резонанса (SPR) для измерения сродства связывания с S-белком SARS-CoV-2. Результаты оценивали и замеряли.
Затем был проведен контрольный эксперимент - взят S-белок без полисахарида, чтобы обеспечить полную регенерацию поверхности.
Выяснилось, что сложные сульфатированные полисахариды типа фукоидан, извлеченные из морских водорослей, были способны конкурировать с гепарином за связывание S-белка. Именно они были отобраны для дальнейшего изучения. Гепарансульфат, хондроитинсульфаты и кератансульфат были отбракованы.
Последующий эксперимент по оценке противовирусной активности этих полисахаридов включал в себя зондирование зараженных клеток, введение доз полисахаридов и количественный подсчет выхода вируса. Эксперименты по цитотоксичности проводились в двух экземплярах с биологически независимыми образцами.
Ни один из испытанных полисахаридов не показал токсичности даже в самых высоких концентрациях. Наиболее мощное из испытанных соединений, RPI-27, представлен, по словам профессора Политехнического института Ренсселера (США) Роберта Линхардта, как "существенно более мощный препарат, чем ремдесивир, в настоящее время одобренный для экстренного использования при тяжелых инфекциях COVID-19". Меньший RPI-28, с той же основной структурой, что и RPI-27, но с более низкой молекулярной массой, имеет более низкую активность. Гепарин также проявил мощную противовирусную активность.
Высокая активность RPI-27 и RPI-28 по отношению к другим тестируемым полисахаридам может быть результатом многовалентных взаимодействий между полисахаридом и вирусной частицей 12 за счет их сильной разветвленности, что, возможно, придает дополнительные точки взаимодействия, обеспечивая большую возможность многоточечного связывания с S-белком SARS-CoV-2.
Для моделирования этого процесса ученые построили док-модель химерного комплекса с деталями стыковки и доказали, что эти полисахариды проявляют многообещающую противовирусную активность и могут иметь перспективное клиническое применение.
Поскольку SARS-CoV-2 заражает широкий спектр тканей, включая нос и желудочно-кишечный тракт, потенциальные пути доставки препаратов может осуществляться через назальный спрей, дозированный ингалятор или пероральную доставку. Это отличается от ремдесивира, который должен вводиться внутривенно. Вдыхаемый гепарин имеет дополнительные преимущества, такие как уменьшение легочной коагулопатии и воспаления без создания системного кровотечения.