Nowy kierunek leczenia grypy: zamiast wirusa celem jest białko gospodarza

Badacze opisali eksperymentalną strategię przeciwwirusową, w której celem nie jest bezpośrednio białko wirusa grypy, lecz nukleolina – białko komórki gospodarza wykorzystywane podczas cyklu replikacyjnego wirusa. Peptydy AGM-380d i AGM-380t hamowały namnażanie wirusów grypy A i B w badaniach komórkowych, działały również wobec szczepu H1N1 z mutacją H275Y związaną z opornością na oseltamiwir, a w modelu zwierzęcym zwiększały przeżycie myszy po letalnym zakażeniu. Najlepszy wynik uzyskano dla skojarzenia AGM-380t z oseltamiwirem, jednak są to wyłącznie dane przedkliniczne.

Badanie opublikowane w „PNAS Nexus”

Pracę Host nucleolin-targeting unique peptide drugs as potent broad-spectrum anti-influenza therapies opublikowano w czasopiśmie PNAS Nexus. Autorami publikacji są Thu Ha Nguyen, Muhammad Sharif, Jae-Hyun Kim, Yeong-Bin Baek, Mahmoud Soliman, Hyung-Jun Kwon, Seong-Hun Jeong, Ragab Farouk, Shaimaa Aboelmagd, Jae-Ha Ryu, Gyeong Min Kim, Woonsung Na, Don-Kyu Kim, Jeong-Sun Kim, Dong Ju Lee, Jae Il Kim i Kyoung-Oh Cho.

Badacze byli związani między innymi z Host-Directed Antiviral Research Center, Chonnam National University, Gwangju Institute of Science and Technology, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, Seoul National University, HLB PEP oraz Assiut University.

Lek nie musi atakować bezpośrednio wirusa

Większość klasycznych leków przeciwwirusowych oddziałuje na elementy samego wirusa. Autorzy badania zastosowali inną koncepcję – terapię ukierunkowaną na gospodarza, czyli host-directed therapy (HDT).

Celem peptydów AGM-380d i AGM-380t była nukleolina (NCL), wielofunkcyjne białko komórkowe. Badacze wykazali oddziaływanie NCL z nukleoproteiną (NP) wirusów grypy A i B. Nukleoproteina uczestniczy w tworzeniu wirusowych kompleksów rybonukleoproteinowych, a jej prawidłowe przemieszczanie pomiędzy jądrem komórkowym i cytoplazmą jest elementem cyklu replikacyjnego wirusa.

AGM-380d i AGM-380t powstały na bazie wcześniejszego peptydu wiążącego nukleolinę – AGM-330 – po dołączeniu sekwencji umożliwiającej przenikanie przez błony komórkowe. AGM-380d jest konstrukcją dimeryczną, natomiast AGM-380t tetrameryczną.

W zakażonych komórkach leczenie tymi peptydami powodowało zatrzymywanie większej ilości wirusowej NP w jądrze komórkowym i zmniejszenie jej obecności w cytoplazmie. Towarzyszyło temu ograniczenie syntezy białek wirusowych, replikacji genomu oraz produkcji potomnych cząstek wirusa.

Badanie obejmowało szczep H1N1 z mutacją H275Y

Szczególnie istotnym elementem pracy z punktu widzenia epidemiologii oporności na leki przeciwwirusowe było porównanie działania badanych peptydów wobec dwóch szczepów pandemicznego H1N1.

Autorzy badali szczep A/California/04/2009 (H1N1), wrażliwy na oseltamiwir, oraz A/California/07/2009 (H1N1) zawierający zmianę H275Y w neuraminidazie. Mutacja H275Y jest w publikacji wskazana jako mechanizm związany z opornością pandemicznych wirusów H1N1 na oseltamiwir.

W zastosowanym układzie komórkowym 20 µM karboksylanu oseltamiwiru istotnie hamowało replikację szczepu wrażliwego, ale nie hamowało skutecznie szczepu z H275Y. Tymczasem zarówno AGM-380d, jak i AGM-380t w stężeniu 10 µM istotnie zmniejszały miano obu szczepów.

Szersza aktywność wobec wirusów RNA

W badaniu wykorzystano cztery szczepy wirusa grypy A, dwa szczepy wirusa grypy B oraz sześć dodatkowych wirusów RNA. W analizach zależności dawka-odpowiedź prowadzonych dla siedmiu docelowych wirusów RNA wartości IC₅₀ dla AGM-380d i AGM-380t mieściły się w zakresie od 1,12 ± 0,01 µM do 9,76 ± 0,98 µM.

Autorzy podali, że wartości CC₅₀ w badanych układach komórkowych wynosiły od 88,7 ± 1,9 µM do 107,5 ± 2,0 µM. Testy MTT nie wykazały istotnej cytotoksyczności w badanym zakresie, jednak w dyskusji autorzy zaznaczyli, że nie można całkowicie wykluczyć subtelnego stresu jąderkowego ani procesów wczesnej apoptozy.

AGM-380 zwiększały przeżycie w letalnym modelu grypy A

W części in vivo myszy zakażono 10³ PFU adaptowanego do myszy szczepu IAV PR8 (H1N1). AGM-380 podawano dwa razy na dobę przez cztery kolejne dni, rozpoczynając leczenie dwa dni po zakażeniu.

Wszystkie zakażone myszy w grupie otrzymującej wyłącznie nośnik zmarły w ciągu 10 dni po zakażeniu. AGM-380d i AGM-380t zwiększały przeżycie w sposób zależny od dawki.

Przy dawce 2 mg/kg/dobę przeżycie wynosiło 60% dla AGM-380d i 65% dla AGM-380t. Oseltamiwir stosowany w dawce 2 mg/kg/dobę wiązał się w tym doświadczeniu z przeżyciem 40% zwierząt.

Jeszcze lepsze wyniki uzyskano przy terapii skojarzonej. Połączenie AGM-380d z oseltamiwirem zwiększało przeżycie do 90%, natomiast przy AGM-380t stosowanym razem z oseltamiwirem przeżyło 100% zakażonych myszy. W obu kombinacjach każdy ze związków podawano w dawce 2 mg/kg/dobę.

Dla połączenia AGM-380d z oseltamiwirem przeżycie wyniosło 90%. Terapie skojarzone poprawiały również wyniki oceny klinicznej i ograniczały utratę masy ciała w porównaniu z leczeniem pojedynczymi preparatami. Autorzy obserwowali ponadto mniejszą replikację genomu wirusa, ograniczenie produkcji potomnych wirionów i słabiej nasilone zmiany chorobowe w płucach.

Dlaczego podejście ukierunkowane na gospodarza może być ważne?

Z punktu widzenia rozwoju oporności przeciwwirusowej interesujące jest wykorzystanie celu, który nie należy bezpośrednio do wirusa. Klasyczna oporność może pojawić się wskutek zmian w wirusowym białku będącym celem leku. W przypadku terapii skierowanej na czynnik gospodarza taka droga adaptacji może być utrudniona.

Autorzy nie twierdzą jednak, że terapia ukierunkowana na gospodarza całkowicie eliminuje możliwość rozwoju oporności. W dyskusji wskazują, że przy długotrwałej presji selekcyjnej wirusy mogą potencjalnie zacząć wykorzystywać inne czynniki gospodarza lub zwiększać efektywność alternatywnych mechanizmów.

Jedną ze strategii ograniczających to ryzyko może być połączenie leku skierowanego przeciw czynnikowi gospodarza z klasycznym lekiem działającym bezpośrednio na wirusa. Właśnie taki model przetestowano w przypadku AGM-380 i oseltamiwiru.

Autorzy uznają również, że lepsze działanie tetramerycznego AGM-380t w porównaniu z dimerycznym AGM-380d może wiązać się z większą awidnością wiązania nukleoliny. Jest to jednak mechanistyczna interpretacja wyników przedstawiona przez zespół badawczy.

To wciąż badanie przedkliniczne

Przed wejściem takiej strategii do praktyki klinicznej konieczne byłyby kolejne etapy rozwoju przedklinicznego i badań u ludzi. Obecna publikacja pokazuje przede wszystkim, że zakłócanie interakcji pomiędzy nukleoliną gospodarza a nukleoproteiną wirusa może stanowić punkt wyjścia do dalszych prac nad nową klasą leków przeciw grypie.

Finansowanie i konflikty interesów

Autorzy podali finansowanie ze środków National Research Foundation of Korea (NRF), Commercialization Promotion Agency for R&D Outcomes (COMPA) oraz Korea Health Industry Development Institute (KHIDI).