Как обезвредить COVID-19
25.11.2021
Источник: СТИМУЛ, 25.11.2021, Александр Механик
На днях состоялось онлайн-собрание Научного совета РАН «Науки о жизни» на тему «Вакцины и новые методы лечения COVID-19: проблемы и перспективы», на котором выступили ведущие специалисты РАН по этой тематике
Мы решили познакомить наших читателей с двумя самыми интересными, на наш взгляд, докладами, сделанными на последнем Научном совете РАН. Петр Чумаков, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией пролиферации клеток Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН, рассказал о разработке методов неспецифической профилактики вирусных заболеваний. Второй доклад, доктора фармацевтических наук, заведующего лабораторией биомедицинской химии Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Вадима Макарова, посвящен разработке новых лекарственных препаратов для лечения широко спектра вирусных заболеваний, включая ковид.
ДОКЛАД ПЕТРА ЧУМАКОВА
Разразившаяся пандемия новой коронавирусной инфекции показала нашу уязвимость перед такими внезапными вирусными инфекциями, с которыми, в общем-то, ранее человечество не встречалось. Обычно требуется очень продолжительное время для создания специфических вакцин. В первый год пандемия унесла более миллиона жизней, а сейчас эта цифра превысила четыре миллиона во всем мире. Но, к сожалению, коронавирусная инфекция может стать только первой в череде следующих очень серьезных вызовов и смертельных пандемий. Хотя мы не знаем происхождения вот этого вируса, сейчас есть споры в отношении того, то ли это является природным, то ли это искусственный вирус. Но тем не менее мы знаем, что современные технологии позволяют создавать смертельные вирусы, и поэтому, возможно, в будущем мы можем увидеть еще много таких серьезных внезапных пандемий, которые могут быть устроены для решения некоторых геополитических задач. И поэтому на данном этапе требуется подумать, каким образом можно создать такие средства, которые позволят экстренно и неспецифически защитить население от таких вызовов и дать время для того, чтобы разработать специфические вакцины.
Петр Чумаков, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией пролиферации клеток Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН
Я должен напомнить вам о работе, которая была проведена еще пятьдесят лет назад в Советском Союзе. Я, может быть, один из последних живых участников — свидетелей этой работы, поскольку на раннем этапе своей научной деятельности я принял участие в этих исследованиях, и немного это даже семейная история, потому что мой отец, академик Чумаков, и моя мать, член-корреспондент Ворошилова, как раз участвовали в разработке этих подходов. Но кроме того, чтобы рассказать вам и напомнить об этих работах, я хотел бы просто показать, какие могут быть перспективы для того, чтобы возродить это направление и на новом технологическом и научном уровне довести его уже до такого состояния, когда это можно действительно экстренно использовать.
История этого вопроса такова, что все началось во время массовой кампании по ликвидации полиомиелита, когда была впервые в мире введена живая полиомиелитная вакцина. Эта кампания была особенно активна в 1959‒1962 годах. Одновременно шел серьезный мониторинг образования антител в ответ на эти прививки. И было установлено, что у части детей не происходит образования защитных антител. Мы пытались выяснить, с чем это было связано, и в результате оказалось, что одновременно в кишечнике таких детей идет бессимптомная инфекция, непатогенными энтеровирусами. И такие энтеровирусы интерферируются вакцинным полиовирусом, который дается при вакцинировании. Были выделены такие вирусы, довольно большое количество таких вирусов было выделено, изучены их свойства, показано, что действительно они непатогенные, не вызывают никаких болезненных проявлений, но они обеспечивают защиту от инфекций другими вирусами. На основе этих штаммов была создана панель живых энтеровирусных вакцин, которые проходили серьезные испытания, в том числе эпидемиологические, о которых я расскажу. Была установлена их безопасность и высокая эффективность против многих вирусных инфекций. Также в то время была установлена способность этих вирусов оказывать панкреатический эффект, и это то направление, которым сейчас я более или менее плотно занимаюсь, наш коллектив в Институте молекулярной биологии. Но это уже другая немного история, поэтому сейчас я буду говорить о таких свойствах интерверсов, как защита от вирусных инфекций.
На основании этой серии работ была сформулирована концепция о вирусах-симбионтах, которые обладают полезными свойствами и могут широко использоваться в медицине для профилактики и лечения ряда заболеваний. По материалам этих работ была опубликована монография под редакцией Михаила Петровича Чумакова. Рецензентами были Виктор Михайлович Жданов, Павел Николаевич Косяков, Дмитрий Константинович Лоб — это наши ведущие академики, вирусологи. И было зарегистрировано открытие (в то время была такая форма, кроме изобретений были еще и открытия), которое постулировало существование полезных для организма вирусов. Надо сказать, что эти же серотипы ассоциированы с некими болезнетворными вирусами. И в то время это вызывало массу возражений, потому что было непонятно, не могут ли эти штаммы оказаться болезнетворными. На современном этапе мы знаем, что эти штаммы обладают существенными различиями по нуклеотидной и даже аминокислотной структуре, и, в общем-то, у этих штаммов не было болезнетворных вариантов. Были созданы живые энтеровирусные вакцины, которые прошли массовые эпидемиологические испытания. Если найти работу, которая была опубликована в 1992 году, последнюю научную работу в советское время Михаила Петровича Чумакова, в которой я тоже принял участие, это было большое эпидемиологическое испытание живых энтеровирусных вакцин, в течение трех лет в семи городах Советского Союза, в различных республиках Советского Союза, при вспышках и эпидемиях гриппа и других острых сезонных респираторных заболеваний.
И по результатам этой работы был сделан вывод в итоге трехлетних контролируемых испытаний об эпидемиологической эффективности живых энтеровирусных вакцин для неспецифической экстренной профилактики. И во время эпидемии гриппа и ОРЗ было достигнуто существенное снижение суммарной заболеваемости гриппом и ОРЗ. Применение энтеровирусных вакцин у 152 тысяч человек позволило предохранить от гриппа не менее 22 тысяч человек, в среднем снизить заболеваемость в 4,2 раза. То есть, по крайней мере на тот момент, эта цифра была гораздо выше, чем при применении специфической антигриппозной вакцины. И это находит объяснение, поскольку в данном случае этот метод профилактики так же охватывал тех, кто болел не только за счет вируса гриппа, но и за счет других возбудителей вирусных. А мы знаем, что таких очень много, поэтому, соответственно, эффект был более существенным.
Проводились испытания и на других вирусных инфекциях. В 1978 году была вспышка энтеровируса в Болгарии, и она была успешно купирована за счет живой энтеровирусной вакцины. Также имеются данные про такой эффект уже при генитальных, урологических поражениях вирусами герпесов, всякими мегаловирусами, при хронических формах клещевого энцефалита и критических поражениях центральной нервной системы. И даже, как ни странно, при рассеянном склерозе. Там тоже наблюдалась положительная динамика. И это может быть неким посылом для того, чтобы это далее можно было изучать.
Теперь о том, какие преимущества это дает уже для экстренной профилактики инфекций. Во-первых, универсальность. Они могут защищать от многих вирусных инфекций, что, конечно, предстоит еще подтвердить, но, тем не менее данные есть. Защита возникает очень быстро и продолжается не менее трех недель с возможностью продления при приеме другого штамма. Простота перорального или интерназального введения. Достаточно нескольких капель просто заглотить для того, чтобы обеспечить такой эффект.
Простота массового применения. То есть можно очень быстро охватить существенную часть населения. Высокоэффективная защита, которая была показана, по крайней мере на примере сезонных случаев гриппа. Стандартность и дешевизна препарата. Хорошо разработанные технологии производства. Действительно очень простая технология, при которой не требуется очистка, потому что это пероральные вакцины. Возможность долгосрочного хранения, в качестве стратегического запаса для того, чтобы обеспечить быстрое развертывание такой профилактической санации. Это не вакцинация, но тем не менее это защита. И также подтвержденная реактогенность и безвредность стандартных препаратов уже для детей и взрослых любого возраста. Наконец, это возможность быстрого развертывания защитных мероприятий как при применении вирусного бактериологического оружия, так и при внезапных вспышках ранее неизвестных заболеваний, таких как в данном случае COVID-19.
На новом этапе у нас уже было международное исследование, в котором мы показали возможности и другого вируса, в данном случае это вирус инфекционной бурсальной болезни, это вирус птиц, который имеет сельскохозяйственное значение. Вакцинный штамм этого вируса оказался также эффективным при снижении симптомов, при хроническом гепатите В и С. То есть это два разных совершенно вируса, и при этом была показана эффективность этого метода. И, по-видимому, очень многие другие вирусы могут обладать такими свойствами, и предстоит, я считаю, в этом направлении развертывать какие-то дополнительные исследования, которые выведут этот метод на новый уровень, уже более практический. И мы сейчас разрабатываем эти вирусы для лечения онкологии, они проходят доклинические испытания. И мы считаем, что после того, как будут проведены клинические испытания, они уже, в принципе, могут быть доступными для того, чтобы их уже на новом этапе испытывать для профилактики вирусных инфекций при сезонных вспышках ОРЗ, которые будут включать и грипп, и риновирусные инфекции, и в том числе коронавирусные инфекции. Потом можно посмотреть, как снижается заболеваемость от этих различных вирусных инфекций. И поэтому настоятельно требуется проведение новых испытаний непатогенных штаммов вирусов для выяснения их способности оказывать вот такую защитную функцию.
ДОКЛАД ВАДИМА МАКАРОВА
На сегодняшний день уже существует целый ряд препаратов для лечения ковида, которые выведены на рынок, некоторые из них мы знаем, некоторые из них обладают более доказанной эффективностью, некоторые из них обладают менее доказанной эффективностью. Ряд препаратов зарегистрирован, в том числе в США, однако если мы посмотрим с точки зрения химии на все их формулы, то есть в химии такое понятие, которое называется similarity. В общем-то, все эти молекулы похожи друг на друга и часто будут отличаться лишь одним небольшим заместителем. И, скажем так, многие сейчас кинулись в то, что делают производные одного и того же. Нам всегда это не нравилось, и на протяжении длительного времени в Федеральном исследовательском центре проводятся исследования в области изучения возможностей блокирования взаимодействия между патогеном и клеткой-хозяином. Такие работы делаются как с точки зрения блокирования взаимодействия бактерий, и при этом блокируется вирулентность бактерий, а также, с другой стороны, речь идет о блокировании взаимодействия вирусов. Различных вирусов, подчеркиваю, с клеткой-хозяином. В основном в данном случае рассматривается вопрос именно первого прикрепления вируса к клетке-хозяину, то есть ее адгезии.
Вадим Макаров, доктор фармацевтических наук, заведующий лабораторией биомедицинской химии Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН
Когда началась пандемия, уже два года назад, руководством нашего центра была поставлена задача и был запущен внутренний институтский проект, целью которого была разработка инновационного и первого в своем классе лекарственного средства для профилактики и лечения коронавирусной инфекции, при том чтобы это было непохоже на то, что делают все другие лаборатории. Данный проект включает в себя полный комплекс исследований, которые необходимы для регистрации лекарственного средства. В результате проведенной работы нами была создана малая молекула, которая отвечает именно за блокаду присоединения вируса к клетке.
На протяжении длительного времени во многих научных публикациях было написано, что первым этапом взаимодействия вируса с клеткой является процесс его взаимодействия с АСЕ2-рецептором. На самом деле это не так. Первым этапом взаимодействия вируса с клеткой является его адгезия на гепарансульфатный протеогликан. И лишь вторым этапом является его взаимодействие с АСЕ2-рецептором. Наша малая молекула присоединяется не к вирусу, а к клетке-хозяину и блокирует таким образом возможность присоединения вируса к гепарансульфатным протеогликанам. Это приводит к тому, что вирус далее уже не может присоединиться к АСЕ2-рецептору, прекращается его проникновение внутрь клетки, и прекращается репликация, прекращается жизненный цикл вируса.
Надо сказать, что такой механизм взаимодействия клетки вируса с клеткой-хозяином известен не только для коронавирусов, для SARS-CoV-2. Он также известен еще для целого ряда высокопатогенных вирусов, таких как цитомегаловирус, ВИЧ, респираторный синцитиальный вирус, вирус папилломы человека. Вирус герпеса достаточно подробно на этот счет изучен. И в том числе высокоопасный вирус Нипах, который, возможно, следующим придет в человеческую цивилизацию, потому что ему остался на сегодняшний день всего один шаг для передачи от человека к человеку.
По-видимому, такой механизм был выработан чисто в процессе эволюции, потому что эти вирусы относятся к разным классам, но так как человеческая клетка одна, то им пришлось в процессе эволюции выработать некий общий механизм для присоединения к этой клетке. Именно этот самый механизм, который выработали эти разные вирусы (я подчеркиваю, что не все, например, вирус гриппа действует по-другому), мы и пытаемся заблокировать с помощью своего соединения, которое было названо PDSTP. Безусловно, когда мы говорим о необходимости создания лекарственного средства на основе некой малой молекулы, прежде всего мы должны провести исследования ее безопасности. Эти исследования на сегодняшний день уже сделаны, и все эти эксперименты в настоящий момент закончены проведены по GLP-протоколам, в соответствии с нормативными документами ЕЭК. И показано, что PDSTP обладает очень высоким уровнем безопасности.
Для того чтобы быть абсолютно уверенными в том, что наше вещество работает, действительно обладает заявленным уровнем активности, действительно способно прервать репликацию вирусов, мы проводили эксперименты не только в нашем институте, не только в России, но и в целом ряде иностранных государств, в иностранных лабораториях, притом самого высокого уровня, с тем, чтобы быть уверенными в том, что да, действительно это так и есть.
Также нами было показано, что действительно наш будущий препарат способен не только эффективно лечить, но и прежде всего обладает сильным профилактическим действием. Он действует, например, на тех этапах развития вируса и на тех этапах развития инфекции, когда «Ремдесивир» не действует. А «Ремдесивир» наоборот, начинает действовать тогда, когда перестает действовать наш препарат. Именно поэтому сейчас мы сосредоточены на том, чтобы попробовать изучить комбинацию нашего препарата с различными другими, противовирусными препаратами, которые либо уже существуют на рынке, либо разрабатываются.
Уже есть масса замечательных препаратов, которые сейчас разрабатываются, они имеют большую перспективу именно для лечения тяжелых больных, но выборочных, потому что они крайне дорогие или труднодоступные. У нас же это синтетический продукт. Мы пошли по пути разработки лекарственной формы в виде спрея, для того чтобы блокировать именно самые первые симптомы. И в настоящий момент уже разработан прототип лекарственной формы, это однопроцентный раствор. И мы, безусловно, обдумываем вопрос относительно других лекарственных форм: амбиляционных, парентеральных. Но в настоящий момент мы сосредоточены именно на доклиническом исследовании безопасности лекарственной формы в виде спрея, потому что хотели бы выйти на первую фазу клиники уже с готовой лекарственной формой, а не только с активной фармацевтической субстанцией. Проделан уже целый ряд экспериментов, показано, что эта форма обладает надлежащим профилем безопасности. Она поддерживает слизистую оболочку в физиологическом состоянии, и такой раствор очень стабилен, он может быть стабильным на протяжении нескольких лет. Таким образом, мы можем доложить, что на сегодняшний день мы имеем субстанцию, мы имеем синтез этой субстанции, контроль качества, изученную стабильность, мы имеем данные по активности, по безопасности, общей, специфической, хронической для лекарственной субстанции. А эксперименты по безопасности и токсичности лекарственной формы находятся сейчас в процессе, прямо непосредственно в это время. У нас разработан прототип лекарственной формы, у нас есть уже документы, проекты нормативных документов для регистрации лекарственного средства. Поэтому мы ориентируемся на то, что мы завершим доклинические исследования где-то в апреле-мае и немедленно будем подавать их для регистрации на первую фазу клиники.
Я бы хотел подвести некий итог своему краткому сообщению и сказать, что мы видим некоторые конкурентные преимущества у PDSTP по сравнению с разными другими лекарственными препаратами, которые разрабатываются как в России, так и за рубежом. Во-первых, у нас абсолютно четко доказанная противовирусная активность по отношению к вирусу SARS-CoV-2, у нас уникальный и универсальный механизм. Нет больше никаких разработок, никаких препаратов, которые использовали бы этот самый механизм. Именно из-за того, что у нас вещество взаимодействует не с вирусом, а с клеткой-хозяином, у нас очень маленький шанс развития резистентности. И PDSTP имеет высокую активность к мутирующим штаммам, поскольку все они обязаны использовать именно тот самый механизм, потому что другого механизма взаимодействия с клеткой-хозяином у них нет. Доказан высокий уровень безопасности PDSTP, доказан широкий спектр противовирусной активности, он аналогичным образом будет действовать против вируса герпеса или цитомегаловируса. Высокая активность в отношении этих самых вирусов уже доказана. И безусловно, мы говорим о потенциально высокой активности в отношении новых, неизвестных вирусов, потому что, конечно, не все вирусы, но многие вирусы, которые возникают, действительно используют именно этот самый механизм взаимодействия с гепарансульфатными протеогликанами в качестве первого этапа взаимодействия между вирусом и клеткой-хозяином. Как, например, вирус Нипах, который, по мнению ВОЗ, на сегодняшний день является наиболее опасным вирусом, даже более опасным, чем Эбола, но пока он не преодолел шаг передачи от человека к человеку. А он как раз использует гепарансульфатные протеогликаны для взаимодействия с клеткой-хозяином. Поэтому мы можем рассматривать свое соединение и как некий препарат резерва, нам необходимо быть готовыми к новым инфекциям. И как раз наш кандидат в лекарственные средства этому и посвящен.