Otkriveni spojevi koji pomažu stanicama protiv virusa

Istraživači na MIT-u i drugim institucijama identificirali su spojeve koji se mogu boriti protiv virusne infekcije aktiviranjem obrambenog puta unutar stanica domaćina. Vjeruju da bi se ovi spojevi mogli koristiti kao antivirusni lijekovi koji djeluju ne samo protiv jednog, već protiv bilo koje vrste virusa.

Istraživači su identificirali ove spojeve, koji aktiviraju obrambeni sustav stanice domaćina poznat kao integrirani put odgovora na stres, u pregledu gotovo 400.000 molekula. U testovima na ljudskim stanicama, istraživači su pokazali da spojevi pomažu stanicama u obrani od infekcije RSV-om, herpes virusom i Zika virusom. Također su se pokazali učinkovitima u borbi protiv herpes infekcije u mišjem modelu.

Istraživački tim sada planira testirati spojeve protiv dodatnih virusa, u nadi da će ih razviti za eventualna klinička ispitivanja.

„Jako smo uzbuđeni zbog ovog rada, koji nam omogućuje da iskoristimo odgovor stanica domaćina na stres kako bismo došli do načina za identifikaciju i razvoj antivirusnih lijekova širokog spektra“, kaže James Collins, profesor medicinskog inženjerstva i znanosti na Termeeru u MIT-ovom Institutu za medicinsko inženjerstvo i znanost (IMES) i Odjelu za biološko inženjerstvo, koautor rada objavljenog u časopisu Cell.

Istraživači vjeruju da bi spojevi koji pojačavaju ovaj put mogli biti dobri kandidati za nove antivirusne lijekove koji bi se mogli boriti protiv bilo koje vrste virusa.

Kako bi im pomogli u identificiranju spojeva koji bi pojačali aktivnost ovog puta tijekom virusne infekcije, istraživači su izumili novi optogenetski probir. Optogenetika je tehnika bioinženjeringa koja istraživačima omogućuje umetanje proteina osjetljivih na svjetlost u genom stanice. U ovom slučaju, istraživači su konstruirali modifikacije proteina zvanog PKR, koji uključuje put stresa, kako bi ga mogli uključiti svjetlošću.

Koristeći ovu tehniku, istraživači su pregledali biblioteku od gotovo 400 000 komercijalno dostupnih i vlasničkih kemijskih spojeva. Svaki od ovih spojeva primijenjen je na ljudske stanice dok su stanice također bile izložene plavom svjetlu, koje je simuliralo virusnu infekciju aktiviranjem PKR-a.

Mjerenjem stope preživljavanja stanica, istraživači su mogli utvrditi koji spojevi potiču aktivaciju puta i pojačavaju sposobnost stanica da zaustave reprodukciju virusa. Ovo ispitivanje dalo je oko 3500 spojeva s potencijalnom antivirusnom aktivnošću, koji su dalje procijenjeni.

Istraživači su zatim odabrali osam najperspektivnijih spojeva i provjerili njihovu sposobnost ubijanja virusa uz izbjegavanje štetnih učinaka na ljudske stanice. Na temelju tih testova, istraživači su odabrali tri najbolja kandidata, koje su nazvali IBX-200, IBX-202 i IBX-204.

U stanicama koje su bile zaražene virusom Zika, herpes virusom ili RSV-om, tretman ovim spojevima značajno je smanjio količinu virusa u stanicama. Istraživači su zatim testirali jedan od spojeva, IBX-200, na miševima zaraženim herpes virusom i otkrili da je u stanju smanjiti virusno opterećenje i poboljšati simptome.

Eksperimenti su pokazali da ovi spojevi aktiviraju enzim koji je uključen u otkrivanje stresa. To aktivira put odgovora na stres i priprema stanice da postanu osjetljivije na virusnu infekciju. Kada se primjenjuju na stanice koje već nisu zaražene, spojevi nemaju učinka.

Istraživači sada planiraju procijeniti svoje vodeće kandidate protiv šireg spektra virusa. Također žele identificirati dodatne spojeve koji aktiviraju integrirani odgovor na stres, kao i druge stanične puteve stresa s potencijalom za uklanjanje virusnih ili bakterijskih infekcija.