Исследовательская группа под руководством Артема Семёнова из Томского политехнического университета совместно с коллегами из ведущих российских научных центров совершила значительный прорыв в борьбе с опасными вирусными инфекциями. Учёные впервые создали новый класс органических соединений, которые проявляют небывалую активность против целого семейства ортопоксвирусов, включая вирусы натуральной и коровьей оспы, а также вирус оспы обезьян.
Актуальность исследования: возвращение угрозы оспы
Натуральная оспа на протяжении столетий считалась одним из самых смертоносных заболеваний в человеческой истории. По сведениям историков, заболевание поражало обширные территории ещё в Древнем Египте, Индии и Китае, а в XVI веке её эпидемии опустошали Европу. Благодаря масштабной стратегии вакцинации ВОЗ объявила о полной ликвидации оспы к концу 1970-х годов. Однако прекращение массовой вакцинации привело к тому, что большинство современного населения Земли лишилось иммунитета против этого вируса.
В настоящее время всё большее беспокойство вызывают родственные вирусу натуральной оспы патогены, известные как ортопоксвирусы. В их число входят вирусы коровьей и обезьяньей оспы — эти инфекции способны передаваться человеку, вызывать вспышки и быстро распространяться среди людей ввиду отсутствия популяционного иммунитета.
Проблемы существующих лекарств и необходимость поиска новых решений
Сегодняшний арсенал антивирусных препаратов для терапии оспы и её родственников довольно ограничен. Среди наиболее известных средств, разрешённых для применения, — цидофовир, который, по заявленным характеристикам, действует недостаточно эффективно против некоторых штаммов вирусов, а также обладает существенными побочными эффектами. Использование таких препаратов сопряжено с риском развития тяжёлых осложнений, прежде всего влияющих на почки. Именно поэтому научное сообщество во всем мире активно разрабатывает новые молекулы с выраженными противовирусными свойствами и низким уровнем токсичности.
Передовая работа российских научных коллективов
В работе приняли участие ведущие специалисты из Томского политехнического университета, Санкт-Петербургского государственного университета, Ярославского государственного педагогического университета имени К.Д. Ушинского, Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор», Уфимского федерального исследовательского центра РАН, Новосибирского государственного университета и Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова СО РАН, а также научной группы «Кванты и динамика».
Исследователями был выбран перспективный биологический мишень — ключевой вирусный белок p37, участвующий в формировании новых вирусных частиц. Для получения новых ингибиторов этого белка учёные взяли за основу структуру арилоксадиазолов — соединений с замкнутыми циклами, содержащими азот и кислород. Дальнейшая химическая модификация позволила обогатить структуру данными группы с атомами халогенов (фтора, брома, йода, хлора) и азота, что значительно изменило биологическую активность молекул.
В результате синтеза научному коллективу удалось получить двадцать одно новое органическое соединение. Для проверки их активности культуры клеток заражали различными ортопоксвирусами, среди которых вирусы натуральной, коровьей и мышиной (эктромелии) оспы. Проведённые лабораторные тесты показали, что одна из молекул по эффективности в двадцать раз превосходит самые оптимистичные прогнозы для существующих препаратов, а в сравнении с цидофовиром разница в силе действия достигала впечатляющего значения — в 2000 раз!
Перспективы разработки инновационных противовирусных средств
Высокая результативность полученных соединений открывает новые горизонты для создания принципиально новых лекарств для лечения инфекций, вызванных ортопоксвирусами, включая опасные вспышки оспы обезьян. В отличие от применяемых сейчас препаратов, такие средства потенциально будут отличаться не только более выраженным противовирусным действием, но и меньшей токсичностью для организма пациента. Это позволит снизить число осложнений и расширить возможности терапии резистентных и новых штаммов.
Особое значение имеет поддержка исследования со стороны Российского научного фонда (РНФ), благодаря чему удалось объединить усилия разных лабораторий и ускорить переход фундаментальных открытий в практическую плоскость — к будущим инновационным лекарственным препаратам.
Значение открытия для современной вирусологии и медицины
Разработка нового класса молекул с высокой противовирусной активностью стала значимым вкладом не только в арсенал препаратов против ортопоксвирусов, но и в развитие фундаментальной науки в России. Сотрудничество между крупными научными и образовательными учреждениями, такими как Томский политехнический университет, Новосибирский государственный университет, “Вектор” и другие, подтверждает высокий уровень отечественной школы и её ориентированность на решение международных вызовов в области биомедицины.
Впереди молекулы ждут дальнейшие доклинические и клинические испытания. Однако уже сейчас очевидно: успех команды Артема Семёнова символизирует огромный потенциал отечественной химической школы и даёт надежду на появление принципиально новых методов защиты от вирусных угроз, которые могут обеспечить здоровье будущих поколений.
Недавно завершившийся эксперимент ознаменовался поистине прорывными результатами: учёные выделили сразу 19 новых молекул, способных проявлять ярко выраженные противовирусные свойства. Особенно выделяются пять соединений, чья эффективность оказалась феноменально высокой — они подавляют размножение патогенов при применении чрезвычайно низких доз, в сотни и даже тысячи раз уступающих по количеству классическому цидофовиру, который уже используется в медицине. Более того, испытания продемонстрировали безопасность этих молекул: высокий антивирусный эффект сочетается с практически нулевой токсичностью для здоровых клеток организма.
Инновационный механизм действия
Чтобы лучше понять особенности работы новых соединений, исследователи проводили серию уникальных опытов: молекулы добавлялись к клеткам, заражённым вирусом, с различными временными интервалами после инфицирования. Выяснилось, что даже спустя 7,5 часов после заражения средства сохраняют свою активность, нарушая поздние этапы жизненного цикла вируса. Используя моделирование, проведённое специалистами из команды «Кванты и динамика», удалось установить, что новейшие молекулы взаимодействуют с ключевым вирусным белком p37, отвечающим за сборку и выход новых вирусных частиц из клетки-хозяина. Благодаря этому вмешательству блокируется функция белка, что существенно затрудняет дальнейшее распространение инфекции.
Широкие перспективы для профилактики и терапии
По словам Артема Семенова, инженера-исследователя международной лаборатории Томского политехнического университета и одного из руководителей работы, была создана универсальная молекулярная платформа для проектирования препаратов, способных бороться сразу с широким спектром вирусных агентов. Это открытие не ограничивается областями, связанными только с ортопоксвирусами, но может стать основой для поиска эффективных медикаментов против многих известных и новых патогенов. Учитывая быстро меняющуюся эпидемиологическую обстановку в мире, такие инициативы приобретают первостепенное значение. В ближайшие годы ученые планируют продолжить масштабные испытания: изучить действие выбранных молекул на лабораторных животных, подробно раскрыть их фармакокинетику и уточнить механизмы взаимодействия на клеточном уровне.
Многопрофильная команда и потенциал кооперации
Отдельно стоит отметить междисциплинарный характер проекта: к реализации амбициозной задачи подключились ведущие учёные из крупнейших исследовательских организаций страны. Значительный вклад внесли сотрудники Санкт-Петербургского государственного университета, Ярославского государственного педагогического университета имени К.Д. Ушинского, научного центра «Вектор» в Кольцово, Уфимского федерального исследовательского центра, а также Новосибирского государственного университета и Института органической химии имени Н.Н. Ворожцова СО РАН. Теоретическую поддержку обеспечила независимая группа «Кванты и динамика», что позволило использовать современные методы моделирования и анализа.
Совместная работа сразу нескольких научных коллективов позволила не только оперативно провести серию экспериментов, но и заложить фундамент для дальнейших исследований в области противовирусных терапий. Полученные результаты гармонично сочетают передовые биохимические методы и глубокий теоретический анализ, создавая мощный задел для создания принципиально новых классов лекарственных средств. Команда учёных настроена оптимистично и готова продолжать работу в данном направлении, видя в этом залог успешной борьбы с вирусными инфекциями и укрепления биологической безопасности общества.
Прорыв в борьбе с вирусом оспы и схожими патогенами
Команда ученых совершила впечатляющее открытие, создав совершенно новые молекулы, способные эффективно противостоять вирусу оспы и другим схожим опасным патогенам. Разработка открывает перспективу для формирования более надежных методов предотвращения и лечения заболеваний, связанных с вирусом оспы, а также для защиты человечества от потенциальных биологических угроз.
Искусственно синтезированные молекулы продемонстрировали высокую эффективность в лабораторных испытаниях. Они могут блокировать распространение вируса по организму, препятствуя его проникновению в клетки. Подобный результат наполняет энтузиазмом — ведь ранее существующие средства иногда уступали в эффективности и требовали значительных доработок. Теперь же появляется реальный шанс кардинально изменить подход к лечению вирусных инфекций.
Больше уверенности в завтрашнем дне
Создание этих новых молекул — огромный шаг вперед для мировой науки и медицины. Успех лабораторных испытаний подтверждает, что команда ученых движется в правильном направлении, а результаты их работы сулят значительные преимущества в сфере здравоохранения. С дальнейшим развитием исследований ожидается появление инновационных препаратов, способных значительно снизить риски распространения инфекций и повысить устойчивость общества к новым вызовам. Открытие дает надежду на безопасное будущее, где многие опасные заболевания останутся в прошлом.
Источник: indicator.ru
