Uobičajeni lijek, koji je već odobrila Uprava za hranu i lijekove (FDA), također može biti moćno sredstvo u borbi protiv COVID-19, prema istraživanju objavljenom ove sedmice u Antivirusnom istraživanju.
SARS-CoV-2, virus koji uzrokuje COVID-19, koristi površinski šiljasti protein da se pričvrsti za ljudske ćelije i pokrene infekciju. Ali heparin, razrjeđivač krvi koji je također dostupan u varijantama bez antikoagulansa, čvrsto se veže za površinski šiljasti protein, potencijalno blokirajući infekciju. To ga čini mamcem, koji se može unijeti u tijelo pomoću nazalnog spreja ili nebulizatora i pokrenuti smetnje kako bi se smanjile šanse za infekciju. Slične strategije mamaca već su obećale u suzbijanju drugih virusa, uključujući gripu A, Zika i dengu.
"Ovaj pristup bi se mogao koristiti kao rana intervencija za smanjenje infekcije među ljudima koji su bili pozitivni, ali još nemaju simptome. Ali to također vidimo kao dio šire antivirusne strategije", rekao je Robert Linhardt, glavni autor i profesor hemije i hemijske biologije na Politehničkom institutu Rensselaer. „Na kraju krajeva, želimo vakcinu, ali postoji mnogo načina za borbu protiv virusa, a kao što smo videli kod HIV-a, uz pravu kombinaciju terapija, možemo kontrolisati bolest dok se ne pronađe vakcina.“
Da bi zarazio ćeliju, virus se prvo mora zakačiti za određenu metu na površini ćelije, preseći ćelijsku membranu i umetnuti sopstvene genetske instrukcije, oteti ćelijsku mašineriju da bi proizveo replike virusa. Ali virus bi se jednako lako mogao uvjeriti da se pričvrsti za molekulu mamaca, pod uvjetom da molekula nudi isto pristajanje kao i ćelijska meta. Jednom kada se veže za mamac, virus bi bio neutraliziran, ne bi mogao zaraziti ćeliju ili se osloboditi, i na kraju bi degradirao.
Kod ljudi, SARS-CoV-2 se veže za ACE2 receptor, a istraživači su pretpostavili da bi heparin bio jednako privlačna meta. U testu vezivanja, istraživači su otkrili da se heparin vezuje za trimerni SARS-CoV-2 šiljasti protein na 73 pikomola, što je mjera interakcije između dva molekula.
"To je izuzetna, izuzetno čvrsta veza", rekao je Jonathan Dordick, profesor kemijskog i biološkog inženjerstva u Rensselaeru koji sarađuje s Linhardtom na razvoju strategije mamaca. "Stotine hiljada puta je čvršći od tipičnog antigena antitela. Jednom kada se veže, neće se odvojiti."
Međunarodno priznat po stvaranju sintetičkog heparina, Linhardt je rekao da je, pregledavajući podatke o sekvenciranju za SARS-CoV-2, tim prepoznao određene motive na proteinu šiljaka i snažno sumnjao da će se vezati za heparin. Pored testa direktnog vezivanja, tim je testirao koliko se tri varijante heparina - uključujući heparin male molekularne težine bez antikoagulansa - vežu za SARS-CoV-2 i koristio je kompjutersko modeliranje kako bi odredio specifična mjesta na kojima se jedinjenja vezuju za virus. Svi rezultati potvrđuju da je heparin obećavajući kandidat za strategiju mamaca. Istraživači su kasnije započeli rad na procjeni antivirusne aktivnosti i citotoksičnosti u stanicama sisara.
"Ovo nije jedini virus s kojim ćemo se suočiti u pandemiji", rekao je Dordick. "Mi zapravo nemamo sjajne antivirusne lijekove, ali ovo je put naprijed. Moramo biti u poziciji da razumijemo kako stvari poput heparina i srodnih jedinjenja mogu blokirati ulazak virusa."
U prethodnom radu, tim koji su predvodili Linhardt i Dordick demonstrirao je strategiju mamca na viruse s mehanizmom sličnim SARS-CoV-2. Tim je 2019. godine napravio zamku za virus denga groznice, pričvrstivši specifične aptamere - molekule za koje će se virusne brave vezati - upravo na vrhove i vrhove petokrake zvijezde napravljene od presavijenog DNK. Plutajući u krvotoku, zamka se pali kada se pokrene, stvarajući najosetljiviji test na svetu za bolesti koje prenose komarci. U radu prije toga, kreirali su sintetički polimer konfiguriran da odgovara tačkama zatvaranja sijalične kiseline na virusu gripe, smanjujući smrtnost od gripe A kod miševa sa 100% na 25% tokom 14 dana.
"Ovaj inovativni pristup efikasnom hvatanju virusa je odličan primjer kako se biotehnološki pristupi razvijeni u Rensselaeru razvijaju u cilju rješavanja izazovnih globalnih zdravstvenih problema", rekao je Deepak Vashishth, direktor Centra za biotehnologiju i interdisciplinarne studije u Rensselaeru, čiji su dio i Dordick i Linhardt. "Profesori Dordick i Linhardt su sarađivali u različitim disciplinama, a njihova istraživanja pokazuju obećanje čak i izvan ove trenutne pandemije."
"Karakterizacija interakcija vezivanja glikoproteina glikozaminoglikana i novog korona virusa (SARS-CoV-2)" objavljeno je u Antivirusnom istraživanju. U Rensselaeru, Linhardtu i Dordicku su se u istraživanju pridružili Fuming Zhang, kao i istraživači sa Kalifornijskog univerziteta u San Dijegu, Univerziteta Duke i Univerziteta George u Atini uz podršku Nacionalnog instituta za zdravlje.
