Вирусные заболевания всегда были одной из главных причин болезней и смертей. Несмотря на появление современных противовирусных препаратов, ситуация не улучшилась. Вирусы быстро мутируют, возникают новые инфекции, поэтому ученые активно исследуют противовирусные пептиды. Многие из этих веществ, представляющих собой цепочку связанных аминокислот, ранее изучались как потенциальные антибиотики. Но позже выяснилось, что они обладают противовирусной активностью. Рассмотрим, что это за вещества, как они работают и при каких заболеваниях могут быть полезны.
Механизмы действия вирусных пептидов
Противовирусные пептиды действуют по-разному на развитие возбудителя и пораженные инфекцией клетки:
- Не дают вирусу проникнуть во внутриклеточное пространство. Пептиды связываются с белками на поверхности клетки, препятствуют слиянию липидных мембран возбудителя с клеточной мишенью.
- Разрушают вирусные оболочки. В капсиде и суперкапсиде, покрывающих возбудителя, образуются поры, через которые утекает вирусное содержимое. Это приводит к гибели вируса.
- Блокируют разные стадии вирусного цикла в зараженных клетках. Подавляют синтез вирусной РНК и ДНК, белков, нарушают процесс «сборки» и выхода.
- Усиливают иммунный ответ. Пептиды стимулируют естественные противовирусные механизмы. Эти вещества увеличивают выработку белков-цитокинов, направленных против возбудителя, повышают активность клеток иммунной системы: киллеров и макрофагов. Стимулируют экспрессию противовирусных генов и интерферонов.
- Вызывают программируемую гибель (апоптоз) зараженных клеток. Таким способом ограничивается очаг распространения возбудителя в организме.
- Нарушают процессы, необходимые для жизнедеятельности возбудителя. Например, блокируют взаимодействие вирусных белков или снижают активность ферментов, без которых вирусы неспособны существовать и распространяться.
Некоторые антивирусные пептиды работают сразу по нескольким направлениям, подавляя размножение и уничтожая возбудителей. Поэтому на них возлагают большие надежды как на перспективные средства лечения вирусных инфекций.
Источники противовирусных пептидов
Многие противовирусные пептиды имеют животное происхождение, например, соединения, полученные из белка-лактоферрина. Ядовитые змеи, скорпионы и пауки также могут быть источником пептидных соединений с мощным противовирусным эффектом. Биоактивными пептидами богаты губки, моллюски и рыбы. Вещества, полученные из этих источников, нередко не уступают по силе воздействия классическим препаратам.
Синтетические пептиды создаются в лабораториях и на производстве путем химического соединения аминокислот в определенной последовательности. Для этого используются методы твердофазного (ТФПС) и жидкофазного пептидного синтеза. Таким способом получают искусственные аналоги соединений, присутствующих в человеческом организме, и соединения, не существующие в природе.
Для повышения стабильности и устойчивости пептиды модифицируют. Например, добавление D-аминокислот предотвращает расщепление ферментами-протеазами и увеличивает время действия препаратов. Применяется циклизация — замыкание концов пептидной цепочки в одну или несколько петель. Такие соединения более устойчивы к ферментам и другим веществам, разрушающим обычные пептиды. Для повышения эффективности пептиды смешивают с полиэтиленгликолем, сиаловой, миристиновой кислотой и другими компонентами. Это позволяет создавать эффективные противовирусные препараты.
Перспективные противовирусное пептиды
Ученые экспериментируют с антивирусными препаратами на основе пептидов, полученными из разных источников. Некоторые из них успешно прошли испытания и уже используются для борьбы с вирусами.
| Противовирусный пептид | Источник | Вирус – мишень | Механизм действия |
| Мирабамиды E–H | Морские губки | ВИЧ-1 | Нарушают процесс слияния возбудителя с поражаемыми клетками |
| Плитидепсин | Ядовитая морская асцидия | SARS-CoV-2 (COVID-19) | Блокирует размножения (репликации) вируса |
| Молламид Ф | Моллюск-оболочечник | ВИЧ-1 | Снижает активность вирусной интегразы —фермента, вырабатываемого возбудителем для встраивания в ДНК клетки-хозяина. |
| Митицин С | Черноморская мидия | Вирусы герпеса 1 и 2 типа | Блокирует внутриклеточную репликацию (размножение) вируса |
| Энфувиртид (Т-20) | Синтетическое соединение | ВИЧ-1 | Предотвращает проникновение вируса в клетки за счет блокировки слияния вирусной и клеточной мембран. |
| Растительные дефензины | Растения семейств Крестоцветных, Бобовых, Пасленовых | Вирусы гриппа, ВИЧ | Разрушает вирусные мембраны. Предотвращает проникновение возбудителя в клетки, усиливает иммунные реакции организма. |
| PTD-p37 | Синтетический | Гепатиты | Тормозит вирусную репликацию – размножение возбудителя |
| ЛЛ-37 | Человеческий кателицидин– соединение, образующееся в лейкоцитах- нейтрофилах, эпителиальных клетках кожи, легких и желудочно-кишечного тракта | Вирус гриппа А | Разрушает вирусные мембраны, мешает возбудителю проникнуть во внутриклеточное пространство. Усиливает иммунные реакции |
| Ингибиторный пептид NA | Кожа трески | Вирусы гриппа | Тормозит связывание возбудителя с клетками-хозяевами |
| Пептиды, полученные из белка-лактоферрина | Коровье молоко | Вирусы гриппа H1N1 и H3N2 | Не позволяют вирусу прикрепляться к клеткам, препятствуют его проникновению во внутриклеточное пространство иразмножению. Усиливают иммунный ответ |
| Ретроциклин-2 | Макака-резус | ВИЧ-1, вирус простого герпеса | Связывается с белками вирусной оболочки, блокируя проникновение внутрь клетки. Разрушает вирусные мембраны. |
| Цекропин | Домашняя муха | ВИЧ-1 и ВИЧ-2 | |
| Темпорин | Лягушки семейства ранид | Вирус простого герпеса (ВПГ), ВИЧ | |
| Индолицидин | Нейтрофилы бычьей крови | ВПГ, ВИЧ | |
| Магаинин | Африканская шпорцевая лягушка | ВПГ | |
| Дермасептины | Лягушки -филломедузы | ВПГ, вирус папилломы человека (ВПЧ) | |
| ГНП-1 | Человеческие нейтрофилы | ВПГ | |
| Гомезин | Яд бразильского тарантула | Цитомегаловирус | |
| Пептид (p-BthTX-I)2, а | Яд змеи жараракусу | Вирусы, вызывающие лихорадок Чикунгунья и Зика | Блокирует прикрепление вируса в клеточным оболочкам и его проникновение в клетки хозяина |
| Пептид HP1090 | Азиатский черный скорпион | Вирус гепатита С | Непосредственно взаимодействует с вирусной мембраной, снижая способность возбудителя у заражению |
| Протегрин-1 | Свиные лейкоциты (белые кровяные клетки) | Вирус лихорадки денге | Нарушает функции фермента- вирусной протеазы NS3pro, участвующей в размножении возбудителя |
| Pa-MAP1 | Полярная камбала | ВПГ | Останавливает проникновение вируса, связываясь с вирусной оболочкой и клеточными фосфолипидами – природными жирами, входящими в состав клеточной мембраны |
| ЛТХ-315 | Синтетический | ВПЧ, ВПГ | Разрушает вирусные мембраны и блокирует проникновение вируса путем взаимодействия с белками вирусной оболочки |
| Ретроциклин-1 | Костный мозг приматов | Вирусы гриппа H1N1 и H3N2 | Подавляет вирусную РНК |
| Плектазин | Гриб псевдоплектания черная | Возбудитель лихорадки денге | Блокирует проникновение вируса в клетки и его размножение, разрушая мембрану возбудителя и препятствуя синтезу вирусного белка |
| ЛК-3 | Синтетический | ВИЧ-1 | Блокирует связывание белка Tat ВИЧ-1 и его родственной последовательности РНК трансактивационного ответа (TAR) |
| Рондонин | Гемолимфа (кровь) подвида пауков -птицеедов подсемейства Theraphosinae | РНК-вирусы | Подавляет размножение возбудителей |
| GA-Геката | Синтетический | Вирус Чикунгунья | Препятствует проникновению вируса, воздействует на несколько этапов его репликации |
| CPXV012 пептид | Вирус коровьей оспы | Оболочечные вирусы –коронавирусы, возбудители ВИЧ, гепатитов, гриппа, вирус Эбола | Разрушает вирусные мембраны |
Преимущества противовирусных пептидов
Пептиды и противовирусные препараты на их основе имеют множество преимуществ перед традиционными препаратами для лечения инфекционных заболеваний:
- Небольшой молекулярный вес. Эта особенность придает противовирусным препаратам на основе пептидов максимальную проникающую способность и легкость взаимодействия с возбудителями.
- Нетоксичность. Пептиды оказывают гораздо меньшее негативное влияние на организм по сравнению с другими противовирусными соединениями.
- Высокая эффективность. Препараты такого типа дают хорошие результаты при лечении вирусных инфекций, подтвержденные научными исследованиями.
- Широкий спектр действия. Часть антивирусных пептидных препаратов эффективна против нескольких возбудителей, и почти все эти вещества сохраняют активность после появления новых штаммов.
- Хорошая сочетаемость. Такие препараты можно использовать вместе с антибиотиками, противогрибковыми, противовоспалительными и другими средствами. Сочетание пептидов с другими лекарствами повышает эффективность лечения и позволяет снизить дозировки.
- Отсутствие кумулятивности. Пептидные препараты и их метаболиты не накапливаются в организме, поэтому не оказывают отрицательного влияния на органы и ткани.
- Быстрое действие. Лекарственные средства начинают действовать практически после попадания в организм.
- Разнообразие использования. Препараты на основе пептидов могут применяться местно, внутрь, в инъекциях, доставляться через слизистые оболочки и включаться в профилактические вакцины.
- Возможность профилактического использования. Противовирусные средства безвредны и безопасны, поэтому их можно применять для профилактики. Например, в случае контакта с больным, чтобы предотвратить развитие инфекции.
- Гипоаллергенность. Случаи аллергических реакций на противовирусные пептиды крайне редки и никогда не бывают тяжелыми. Все ограничиваются легкими проявлениями в виде зуда и высыпаний. В такой ситуации нужно обратиться к врачу, который заменит препарат.
- Высокая специфичность. В отличие от других средств для лечения инфекций, антивирусные пептиды не воздействуют на другие микроорганизмы. Эти препараты не нарушают микрофлору кишечника, не провоцируют дисбактериоз и не вызывают кандидозы.
Антивирусные пептиды — современные, безопасные и высокоэффективные средства для лечения инфекций, арсенал которых постоянно пополняется. Инфекционные болезни остаются серьезной угрозой для мирового здравоохранения, несмотря на успехи медицины. Пандемия COVID-19 ярко продемонстрировала это, заставив ученых и врачей искать новые лекарства, вакцины, методы диагностики и профилактики. Повторяющиеся вспышки гриппа, коронавируса, а также распространение ВИЧ и гепатитов требуют разработки новых препаратов. В ближайшем будущем появятся новые пептиды, которые смогут стать основой для лекарств.
