Ученые Санкт‑Петербургского государственного университета (СПбГУ) вместе с коллегами из других научных организаций разработали метод, который помогает обнаружить ингибиторы, подавляющие фермент, ответственный за размножение коронавируса. Во время изучения этого механизма исследователи выяснили, что снижать активность COVID‑19 способны некоторые соки.
Как рассказали в вузе, ингибиторы могут замедлять или полностью останавливать биохимические процессы, что делает их перспективными кандидатами для разработки противовирусных средств. Однако для их эффективного применения необходимы принципиально новые инструменты скрининга — доступные, производительные, недорогие и простые в интерпретации. Существующие на сегодня методы либо требуют дорогостоящего специализированного оборудования, либо предполагают работу в лабораториях с высоким уровнем биобезопасности, что ограничивает их широкое использование.
Ученые СПбГУ вместе с коллегами из Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии и Всероссийского института защиты растений разработали новый метод решения этой задачи. Он представляет собой «живой детектор», который меняет окраску в зависимости от присутствия ингибиторов.
В генной инженерии часто применяются гены, продукты которых вызывают цветную реакцию, — один из таких мы взяли за основу. В норме его продукт приводит к посинению бактерий, растущих на среде со специальным субстратом. Мы модифицировали этот ген, встроив в него участок, кодирующий аминокислотную последовательность, которую распознает основная протеаза коронавируса. Затем в ту же бактерию мы ввели ген самой протеазы. В итоге протеаза «разрезала» белок, отвечающий за посинение клеток
Как отмечают генетики, созданная система включает только вирусный фермент, лишенный инфекционной активности, что делает ее полностью безопасной для живых организмов. Еще одно преимущество метода — возможность быстро и с минимальными затратами проводить первичный отбор соединений‑кандидатов, которые в дальнейшем могут быть использованы для тестирования на культурах клеток млекопитающих и в клинических испытаниях.
Источником потенциальных ингибиторов послужили растения: для анализа ученые выбрали соки граната, ревеня, калины, винограда, а также красной и черной смородины. С помощью биохимических и вычислительных методов они установили, что некоторые фитохимические вещества, содержащиеся в них, способны подавлять активность основной протеазы коронавируса.
В ходе экспериментов с гранатовым соком наблюдалось значительное усиление синей окраски при повышении его концентрации, что свидетельствует об успешном подавлении активности протеазы в бактериальных клетках. Ревень и черная смородина также проявили заметный ингибирующий эффект. А вот сок калины, винограда и красной смородины не дали нужного результата.
По мнению исследователей, эти данные могут быть полезны как для профилактики, так и для разработки новых лекарственных средств против COVID‑19. С учетом этой информации можно скорректировать питание при риске заражения коронавирусом.
Исследователи также подчеркивают, что предложенный метод не заменяет высокоточные биохимические анализы или тесты на противовирусную активность. Его задача — служить инструментом предварительного скрининга, помогая расставлять приоритеты при поиске ингибиторов главной протеазы SARS‑CoV‑2.
Ранее Наука Mail писала, что COVID-19 повышает риск болезней почек.
