Toate privirile sunt îndreptate acum asupra vaccinurilor împotriva coronavirusului, dar se fac pași rapizi în direcția găsirii unui tratament de succes împotriva Covid-19, scrie Der Spiegel. Iar teste inițiale, notează publicația germană, au fost încurajatoare.
<<< Eficace în 70% dintre cazuri, în 90%, chiar și în 95%: Recentele anunțuri triumfătoare ale AstraZeneca, BioNTech și Moderna, bazate pe rezultatele preliminare ale studiilor clinice, dau semne că un vaccin împotriva coronavirusului ar putea fi aprobat în curând.
Dar mai există o cursă farmaceutică – una care va fi la fel de crucială în lupta împotriva SARS-CoV-2 și a altor virusuri similare. Avansând, preponderent pe sub radarul public, cercetătorii din întreaga lume caută o terapie medicamentoasă pentru a-i ajuta pe cei care au contractat deja virusul. Există speranța că pacienții vor putea lua un inhibitor care se leagă de o enzimă importantă și o paralizează. Asta, speră cercetătorii, va împiedica replicarea virusului.
Virologul german Meike Dittmann, de la New York University School of Medicine, a testat în laborator o soluție de la Pfizer. Pe o placă Petri, a reușit să reducă semnificativ replicarea SARS-CoV-2. „Cred că inhibitorul este destul de promițător pe termen mediu”, spune Dittmann.
Alte laboratoare au raportat, de asemenea, descoperiri încurajatoare. Universitatea din Tübingen efectuează cercetări similare cu cele ale lui Dittmann, iar biochimistul german Christoph Nitsche, de la Australian National University, din Canberra, a reunit o echipă pentru a afla cum să blocheze enzima importantă. Numărul de experimente cu același accent a explodat în întreaga lume.
Dar pe ce ar trebui să se concentreze un astfel de agent? SARS-CoV-2 forțează drumul în celulele gazdă și preia controlul. Celulele sunt reprogramate și forțate să producă material genetic viral și proteine virale – elementele constitutive ale mai multor virusuri. Un rol-cheie aici îl joacă o anumită enzimă, cunoscută sub numele de protează, care are capacitatea de a descompune proteinele.
Este posibilă întreruperea replicării virale în mai multe etape diferite ale procesului, dar mulți cercetători cred că proteaza este cea mai bună țintă. „Este ținta mea preferată în ciclul de viață al virusului”, spune Meike Dittmann. „Virusul are nevoie de protează imediat după intrarea în celulă, iar dacă proteaza este dezactivată, ciclul de viață este oprit înainte ca virusul să poată chiar începe să se multiplice”.
Există și alte avantaje. Proteaza virală este semnificativ diferită de proteaza găsită la om, ceea ce înseamnă că un inhibitor ar lovi probabil doar ținta corectă. Acest lucru ar face extrem de puțin probabilă apariția efectelor secundare nedorite. Mai mult, coronavirusurile care au fost identificate până acum au, toate, proteaze care sunt mai mult sau mai puțin identice. Asta înseamnă că un inhibitor dezvoltat pentru SARS-CoV-2 ar putea fi, de asemenea, eficient împotriva altor membri ai acestei familii de virusuri.
Bile și bețe din plastic
Biochimistul Rolf Hilgenfeld, de la Universitatea din Lübeck, a anticipat toate astea acum mai bine de 20 de ani. În martie, în laboratorul său, povestea că a fost mereu interesat de proteaze: „Pe atunci, aproape că nu exista cineva care să lucreze pe proteazele coronavirusului și mi-am zis că aș vrea să văd una dintre aceste proteaze în 3D”.
A durat ceva timp și a necesitat asistența unui doctorand și a unui partener de lucru. Bazându-se pe biotehnologie, Hilgenfeld și echipa sa au produs proteaza unui coronavirus inofensiv. Apoi, cercetătorii au reușit să-l cristalizeze i-au expus cristalele la raze X. S-a creat un model din care să poată fi calculată o structură 3D. Au fost apoi capabili să examineze structura, pentru a determina care parte a ei ar putea fi cel mai bine vizată cu un inhibitor.
În laboratorul său, Hilgenfeld a arătat cu mândrie un model mare al proteazei. Studenții lui au asamblat-o folosind bile și bastoane de plastic.
Când secvența genetică a SARS-CoV-2 a fost publicată, pe 11 ianuarie 2020, Hilgenfeld a examinat imediat secvența pentru proteaza relevantă. Așa cum era de așteptat, a fost aproape identică cu proteazele soiurilor de coronavirus cunoscute până atunci. Cu toate acestea, au existat câteva diferențe. Hilgenfeld a început să lucreze împreună cu cercetătorii Linlin Zhang și Xinyuanyuan Sun.
Doar câteva săptămâni mai târziu, echipa din Lübeck a trimis un manuscris revistei Science, care a fost publicat în martie. În articol, ei și alți oameni de știință din alte institute de cercetare din Germania și China au descris în detaliu exact cum este construit SARS-CoV-2. Mai mult, au reușit să identifice și locul de pe protează unde s-ar face cel mai bine inhibarea și au prezentat un posibil compus pentru acest scop.
Chiar când biochimistul Hilgenfeld, care a împlinit 66 de ani în aprilie, își primea certificatul de pensionare de la Universitatea din Lübeck, experți din întreaga lume îi analizau lucrarea, el furnizând astfel n manual perfect pentru producerea unui inhibitor.
Un fizician de la DESY (German Electron Synchrotron), din Hamburg, a venit la Lübeck pentru a prelua gena proteazei. Împreună cu oamenii de știință din alte instituții de cercetare, fizicianul DESY a produs inițial un număr mare de proteaze. Apoi, au testat 5.575 de substanțe medicale, dezvoltate anterior, și au trecut la cristalizarea preparatelor. Folosind raze X, au fost apoi capabili să determine care dintre substanțe s-au legat de protează. În cele din urmă, Alke Meents, unul dintre cercetătorii implicați, spune că șase dintre substanțe au format o legătură. Ea spune că proiectul este în prezent în discuții cu o mare companie farmaceutică, în vederea unei cooperări.
„Cel mai promițător agent”
Între timp, companiile Novartis și Takeda participă la Alianța COVID R&D, o colaborare care implică mai mult de 20 dintre cei mai experimentați cercetători de medicamente din lume. Potrivit Takeda, există șapte grupuri de lucru diferite, inclusiv unul pentru „antivirale noi, cu molecule mici”.
Cercetătorii speră caîn viitor să „reducă potențialele focare prin dezvoltarea unei terapii antivirale personalizate utilizabilă împotriva oricărui coronavirus care ar deveni o amenințare în viitor”, spune Jay Bradner, președintele Institutului Novartis pentru Cercetări Biomedicale. Unii inhibitori interesanți au fost deja găsiți în cooperare cu o universitate, spune el.
Virologul Meike Dittmann s-a alăturat, de asemenea, unei alianțe de cercetare. Ea și-a dat seama rapid că multe companii nu mai au nici măcar un departament de virologie. Totuși, Dittmann a avut acces la un laborator cu un nivel de siguranță BSL-3 și s-a oferit să ajute. „Am ales care ar fi, din punctul nostru de vedere, cel mai promițător agent”, spune ea.
Au optat pentru o substanță, numită PF-00835231, pe care Pfizer o dezvoltase acum câțiva ani pentru proteaze, dar apoi a încetat să o urmărească din cauza lipsei de cerere. În urma experimentelor de succes din laboratorul lui Dittmann, Pfizer chiar a început să testeze substanța pe oameni.
Dar PF-00835231 are un dezavantaj: trebuie administrată prin injecție. „Administrarea intravenoasă trebuie făcută într-un spital, probabil pe parcursul mai multor zile, ceea ce înseamnă că nu este disponibilă universal”, spune Dittmann. În plus, inhibitorul trebuie administrat chiar la începutul unei infecții, atunci când virusul se înmulțește cel mai repede.
Obstacolele de disponibilitate și sincronizare sunt cel mai ușor eliminate cu un inhibitor care poate fi administrat oral. Ca atare, majoritatea cercetătorilor vizează un astfel de medicament.
„Tot mai mulți parametri”
Agentul activ trebuie să fie capabil să-și găsească drumul către protează în mediul apos găsit în celule. Dar proteaza este protejată de o membrană lipidică, ceea ce înseamnă că substanța nu poate fi prea solubilă în apă. „Altfel, nu ar putea pătrunde în membrană”, spune biochimistul Hilgenfeld. „Dar, de asemenea, nu poate fi prea liposolubil, altfel se va bloca în membrană”.
Următoarea problemă: Multe celule caută să se apere împotriva substanțelor străine. Acestea sunt echipate cu un fel de pompă (glicoproteină P), care împinge substanța nedorită înapoi în afara celulei. Pentru a contracara acea reacție, ar putea fi posibilă combinarea inhibitorului de protează cu un inhibitor al glicoproteinei P, spune Hilgenfeld, oftând. „Dar apoi, desigur, sfârșești prin a te lovi de tot mai mulți parametri”.
Cercetătorii, desigur, nu sunt străini de astfel de complexități și, în mare parte a carierei sale, Hilgenfeld s-a confruntat frecvent cu o bătălie crescândă în asigurarea finanțării pentru cercetările sale aparent exotice asupra coronavirusurilor. A condus Institutul de Biochimie din Lübeck timp de 17 ani, înainte de pensionarea care a survenit în momentul în care devenise mai căutat ca oricând. Universitatea Farmaceutică a Chinei, din Nanjing, de exemplu, a căutat să-l recruteze și i-a oferit un întreg grup de cercetare dacă s-ar fi decis să meargă în China. Institutul Max Planck de Fiziologie Moleculară, din Dortmund, și l-a dorit și el pe Hilgenfeld.
În ultimul moment, însă, Ministerul Educației, Științei și Afacerilor Culturale din landul său natal, Schleswig-Holstein, a găsit o modalitate de a continua să-i plătească salariul. Profesor superior, el se află acum în prag de mutare a laboratorului de protează într-o clădire nouă din campusul universitar din Lübeck. De asemenea, s-a alăturat unui consorțiu pentru dezvoltarea terapiilor pentru coronavirus, cu o finanțare în valoare de 77,7 milioane de euro de la Uniunea Europeană și 11 companii farmaceutice.
Proiectul se va încheia după cinci ani, la fel și cariera de profesor a lui Hilgenfeld. Crede el că primul inhibitor de protează va fi fost aprobat până atunci? „Așa sper”, spune Hilgenfeld. „Se investesc atât de multe eforturi în proiect, încât trebuie să iasă ceva din el”. >>>
