Экспериментальный препарат против Эболы не позволил вирусу проникнуть в клетки
Бороться с вирусами в клетках человека крайне сложно: то, что разрушит вирус, часто разрушает и клетку. Теперь ученые предложили поступить наоборот — сделать вирус Эбола в клетке хозяина слишком стабильным, чтобы он мог распространяться дальше.
Вирус Эбола вызывает тяжелую геморрагическую лихорадку, летальность составляет примерно 40 процентов. Вспышки этой болезни в XXI веке происходят все регулярнее и, что тревожно, затрагивают все большее число людей. Вирус как будто постепенно приспосабливается к передаче от человека к человеку, что в сочетании с высокой летальностью делает его весьма опасным.
В клетку вирусная частица проникает благодаря гликопротеину GP, находящемуся на ее поверхности. Он состоит из трех одинаковых пар субъединиц — белковых блоков, из которых собран более крупный белковый комплекс — GP1 и GP2. Первый связывается с клеткой, второй отвечает за слияние мембран. Попав в эндосому — мембранный пузырек внутри клетки (везикула), — GP1 цепляется за рецептор на стенке везикулы, а GP2 заставляет мембраны вируса и пузырька слиться.
До сих пор большинство структурно изученных малых молекул, нацеленных на GP, работали противоположным образом: они дестабилизировали белок. Теперь же исследователи решили проверить, можно ли заблокировать вирус, не позволяя GP изменить форму. Для этого просеяли 4,73 миллиарда соединений из библиотеки, где каждая молекула была отмечена уникальной ДНК-меткой.
После химической доработки выявленной молекулы MWAC-2600 ученые получили молекулу MWAC-3634, которая очень крепко цеплялась к GP. В опытах с настоящим вирусом Эбола даже ничтожно малая концентрация этой молекулы (0,65 наномоля) подавляла инфекцию наполовину. При этом даже в концентрации более чем в 15 тысяч раз выше заметного вреда клеткам она не причиняла.
Затем с помощью криоэлектронной микроскопии ученые увидели, куда именно садится молекула. Выяснилось, что она занимает специальный карман на границе двух частей белка GP, выталкивая небольшую «крышку», что закрывает карман. В результате этих локальных изменений весь GP становится заметно устойчивее: MWAC-3634 образует много контактов сразу с двумя частями белка и тем самым удерживает его в исходном, еще не готовом к слиянию состоянии.
Судя по всему, MWAC-3634 делает GP слишком жестким: для проникновения вируса в клетки GP должен резко изменить свою форму — «распрямиться». Молекула же сильно повышает энергию, которую белку нужно потратить для такой перестройки. По итогу белок остается зафиксированным в исходном состоянии и просто не успевает выполнить нужное движение.
Работоспособность подхода проверили на мышах, зараженных адаптированным к ним вирусом Эбола. В контрольной группе выжили 28,6 процента животных, при приеме MWAC-3634 внутрь — 85,7 процента, а при внутрибрюшинном введении — все подопытные. На четвертый день вирусная нагрузка в крови была ниже контрольной в 176 раз при пероральном введении и в 4019 раз при внутрибрюшинном.
Правда, до лекарства для людей еще далеко — адаптированную для мышей версию вируса Эбола нельзя переносить на человека. Это означает, что ученым предстоит оптимизировать соединение и проверить его на других клинических моделях, в том числе на человекообразных приматах.
Тем не менее авторы научной работы, опубликованной в журнале Nature Communications, выявили принципиально новый способ блокировать Эболу, не позволяя ей перейти в нужное для заражения состояние.
