Trong một thử nghiệm về hiệu quả kháng virus đối với virus gây ra COVID-19, một chiết xuất từ ​​tảo biển ăn được về cơ bản tốt hơn remdesivir, thuốc kháng virus tiêu chuẩn hiện tại được sử dụng để chống lại căn bệnh này. Nguồn: Học viện Bách khoa Rensselaer

Heparin, một loại độc tố phổ biến, cũng có thể là cơ sở của một cái bẫy virus đối với SARS-CoV-2.

Trong một thử nghiệm về hiệu quả kháng virus đối với virus gây ra COVID-19, chiết xuất từ ​​rong biển ăn được về cơ bản tốt hơn so với remdesivir, chất kháng virus tiêu chuẩn hiện tại được sử dụng để chống lại căn bệnh này. Heparin, một chất làm loãng máu thông thường, và một biến thể của heparin bị tước bỏ các đặc tính chống đông máu, hoạt động ngang bằng với remdesivir trong việc ức chế sự lây nhiễm SARS-CoV-2 trong tế bào động vật có vú.

Được công bố trực tuyến vào ngày 24 tháng 7 năm 2020, trên tạp chí Cell Discovery¹, nghiên cứu này là ví dụ mới nhất về việc các nhà nghiên cứu chiến lược mồi nhử từ Trung tâm Công nghệ Sinh học và Nghiên cứu Liên ngành (CBIS) tại Viện Bách khoa Rensselear đang phát triển chống lại các loại virus như coronavirus mới sinh ra cuộc khủng hoảng y tế toàn cầu hiện nay.

Protein tăng đột biến trên bề mặt của SARS-CoV-2 bám vào thụ thể ACE-2, một phân tử trên bề mặt tế bào người. Sau khi được bảo mật, virus sẽ chèn vật liệu di truyền của chính nó vào tế bào, chiếm quyền điều khiển bộ máy tế bào để tạo ra virus sao chép. Nhưng virus cũng có thể dễ dàng bị thuyết phục để khóa vào một phân tử mồi nhử có khả năng tương tự. Virus trung hòa sẽ bị giữ lại và cuối cùng bị phân hủy một cách tự nhiên.

Nghiên cứu trước đây cho thấy kỹ thuật mồi nhử này hoạt động trong việc bẫy các loại virus khác, bao gồm sốt xuất huyết, Zika và cúm A.

“Chúng tôi đang học cách ngăn chặn sự lây nhiễm virus và đó là kiến ​​thức chúng tôi cần nếu chúng tôi muốn nhanh chóng đối mặt với đại dịch, Jonathan Dordick, trưởng nhóm nghiên cứu và là giáo sư về kỹ thuật hóa học và sinh học tại Học viện Bách khoa Rensselaer cho biết. “Thực tế là chúng ta không có thuốc kháng virus tuyệt vời. Để tự bảo vệ mình trước các đại dịch trong tương lai, chúng ta sẽ cần một kho vũ khí các phương pháp tiếp cận mà chúng ta có thể nhanh chóng thích ứng với các loại virus mới nổi ”.

Bài Khám phá Tế bào báo kiểm tra hoạt tính kháng virus trong ba biến thể của heparin (heparin, heparin trisulfated, và heparin trọng lượng phân tử thấp không chống đông máu) và hai fucan (RPI-27 và RPI-28) chiết xuất từ ​​rong biển. Tất cả năm hợp chất đều là chuỗi dài của các phân tử đường được gọi là polysaccharides sulfated, một dạng cấu trúc mà kết quả của một nghiên cứu liên kết được công bố vào đầu tháng này trên tạp chí Antiviral Research² gợi ý như một mồi nhử hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một nghiên cứu về phản ứng với liều lượng được gọi là EC50 – viết tắt của nồng độ hiệu quả của hợp chất ức chế 50% sự lây nhiễm của virus – với mỗi hợp chất trong số năm hợp chất trên tế bào động vật có vú. Đối với kết quả của EC50, được đưa ra theo nồng độ mol, giá trị thấp hơn báo hiệu một hợp chất mạnh hơn.

RPI-27 mang lại giá trị EC50 xấp xỉ 83 nanomolar, trong khi mộttương tự đã được công bố trước đây và độc lập in vitro thử nghiệm về remdesivir trên cùng các tế bào động vật có vú mang lại EC50 là 770 nanomolar. Heparin mang lại EC50 là 2,1 micromolar, hoặc khoảng 1/3 hoạt tính như remdesivir, và một chất tương tự không chống đông máu của heparin mang lại EC50 là 5,0 micromolar, khoảng 1/5 hoạt động như remdesivir.

Một thử nghiệm riêng biệt không tìm thấy độc tính tế bào trong bất kỳ hợp chất nào, ngay cả ở nồng độ cao nhất được thử nghiệm.

Robert Linhardt, giáo sư hóa học và sinh học hóa học của Rensselaer, người đang cộng tác với Dordick để phát triển chiến lược mồi nhử cho biết: “Điều khiến chúng tôi quan tâm là một cách mới để ngăn chặn sự lây nhiễm. “ Suy nghĩ hiện tại là nhiễm COVID-19 bắt đầu từ mũi, và một trong hai chất này có thể là cơ sở cho thuốc xịt mũi. Nếu bạn có thể đơn giản điều trị nhiễm trùng sớm, hoặc thậm chí điều trị trước khi bạn bị nhiễm trùng, bạn sẽ có cách ngăn chặn nó trước khi nó xâm nhập vào cơ thể. ”

Dordick nói thêm rằng các hợp chất từ ​​rong biển “có thể đóng vai trò là cơ sở cho phương pháp phân phối qua đường miệng để giải quyết tình trạng nhiễm trùng đường tiêu hóa tiềm ẩn”.

Khi nghiên cứu dữ liệu giải trình tự SARS-CoV-2, Dordick và Linhardt đã nhận ra một số mô hình trên cấu trúc của protein đột biến hứa hẹn sự phù hợp tương thích với heparin, một kết quả được đưa ra trong nghiên cứu liên kết. Protein tăng đột biến được bao bọc rất nhiều trong glycans, một dạng thích ứng bảo vệ nó khỏi các enzym của con người có thể làm phân hủy nó và chuẩn bị cho nó liên kết với một thụ thể cụ thể trên bề mặt tế bào.

“Đó là một cơ chế rất phức tạp mà chúng tôi thực sự không biết tất cả các chi tiết về nó, nhưng chúng tôi đang nhận được nhiều thông tin hơn,” Dordick nói. “Một điều trở nên rõ ràng với nghiên cứu này là phân tử càng lớn thì càng phù hợp. Các hợp chất thành công hơn là các polysaccharide được sulfat hóa lớn hơn cung cấp nhiều vị trí hơn trên các phân tử để bẫy virus”.

Mô hình phân tử dựa trên nghiên cứu liên kết đã tiết lộ các vị trí trên protein đột biến nơi heparin có thể tương tác, nâng cao triển vọng cho các polysaccharid sulfat tương tự.

“Nghiên cứu thú vị này của Giáo sư Dordick và Linhardt nằm trong một số nỗ lực nghiên cứu đang diễn ra tại CBIS, cũng như các nơi khác tại Rensselaer, nhằm giải quyết những thách thức của đại dịch COVID-19 thông qua các phương pháp điều trị mới và thay thế các loại thuốc hiện có,” Giám đốc CBIS cho biết Deepak Vashishth.

“Polysaccharid sulfat ức chế hiệu quả SARS-CoV-2 in vitro” đã được công bố trên tạp chíCell Discoveryvới sự hỗ trợ của Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Hàn Quốc. Tại Rensselaer, Dordick và Linhardt đã tham gia vào nghiên cứu của Paul S. Kwon, Seok-Joon Kwon, Weihua Jin, Fuming Zhang và Keith Fraser, và bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Khoa học Sinh học và Công nghệ Sinh học Hàn Quốc ở Cheongju, Hàn Quốc , và Đại học Công nghệ Chiết Giang ở Hàng Châu, Trung Quốc.

Tài liệu tham khảo:

1. “Polysaccharid sulfat ức chế hiệu quả SARS-CoV-2 in vitro” của Paul S. Kwon, Hanseul Oh, Seok-Joon Kwon, Weihua Jin, Fuming Zhang, Keith Fraser, Jung Joo Hong, Robert J. Linhardt và Jonathan S. Dordick, ngày 24 tháng 7 năm 2020,Khám phá tế bào.
   DOI: 10.1038 / s41421-020-00192-8
2. “Đặc điểm của heparin và các tương tác liên quan đến hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng liên quan đến coronavirus 2 (SARS-CoV-2) tăng đột biến glycoprotein” của So Young Kim, Weihua Jin, Amika Sood, David W. Montgomery, Oliver C. Grant, Mark M. Fuster, Li Fu, Jonathan S. Dordick, Robert J. Woods, Fuming Zhang và Robert J. Linhardt, ngày 10 tháng 7 năm 2020,Nghiên cứu về thuốc chống vi rút.
   DOI: 10.1016 / j.antiviral.2020.104873

Nguồn: scitechdaily.com