Более полутора лет спустя после начала пандемии COVID-19 до сих пор не придумано эффективного, доступного и безопасного метода лечения коронавирусной инфекции. Поэтому вакцинация остается практически единственным на сегодняшний день средством борьбы с пандемией. Однако научные лаборатории во всех странах продолжают искать «тот самый» препарат против ковида. Во Франции все работы проходят под эгидой Национального центра научных исследований (CNRS), который к концу этого года готов начать клинические испытания нескольких молекул.
На сегодняшний день большинство специалистов-вирусологов считают, что коронавирус SARS-CoV-2 будет продолжать жить среди нас, как вирусы гриппа и ОРЗ. Поэтому разработка препаратов против этого заболевания остается столь же необходимой, как и до появления вакцин. Некоторые ученые даже полагают, что рано или поздно появление новых вариантов вируса сделает вакцинацию малоэффективной, и начнется новая пандемия.
В настоящее время лаборатории всего мира испытывают несколько десятков препаратов против коронавируса. Все они делятся на три основных типа. Во-первых, речь идет об уже известных молекулах, входящих в состав существующих лекарственных препаратов, которые фармакологи пытаются адаптировать для лечения COVID-19. Преимущество этой стратегии заключается в том, что это так называемое «репозиционирование молекул» является самым быстрым путем, так как большая часть работы уже выполнена и фактически остается лишь провести клинические испытания. Второй путь работы лабораторий – это поиск новых специфических противовирусных молекул, что является долгим и сложным процессом. В среднем вывод нового лекарства на рынок занимает десять лет, а объем инвестиций может превышать один миллиард евро. Последняя стратегия в поиске препарата против коронавируса – это подбор моноклональных антител, что в случае успеха станет значительным прогрессом в современной науке. Французский Национальный центр научных исследований (CNRS) ведет работы во всех трех направлениях.
«Репозиционирование»: препараты на стадии клинических испытаний
В первые недели пандемии лаборатории по всему миру начали использовать уже имеющийся фармацевтический арсенал для поиска эффективной молекулы против COVID-19. Команда VirPath из Международного центра исследований инфекционных заболеваний (CIRI) в Лионе решила проверить эффективность препарата «дилтиазем» (diltiazem), который назначают для лечения гипертонии. Исследователи установили, что дилтиазем также эффективен при лечении гриппа, и, основываясь на этом результате, решили проверить его действие при заражении SARS-CoV-2.
Проведя ряд тестов in vitro и с реконструированной моделью человеческого эпителия, ученые уже завершили стадию исследования действия препарата на животных. Эти исследования показали, что дилтиазем не нацелен непосредственно на вирус, но усиливает выработку организмом интерферона, необходимого для иммунного ответа на вирус. «Эта молекула может представлять интерес сама по себе или в сочетании с обычными противовирусными препаратами», – предполагает исследователь CNRS Оливье Терьер. В то же время группа из Лиона завершила вторую фазу клинических испытаний этого препарата по лечению тяжелых форм гриппа. Теперь исследователи ждут разрешения на проведение клинических испытаний лечения больных COVID-19.
Одновременно ученые из Лиона совместно с Исследовательским центром больницы Сент-Антуан (CRSA) в Париже обнаружили, что другой препарат, «напроксен» (naproxène) – широко используемое противовоспалительное и болеутоляющее средство – также обладает противовирусным действием против SARS-CoV-2. Эта молекула препятствует репликации вируса в организме. В настоящее время в клиниках столицы (Hôpitaux de Paris, AP-HP) проводится третья фаза клинических испытаний препарата на пациентах с COVID-19 под названием Enacovid.
Центр инфекций и иммунитета Лилля (CIIL) проверил противовирусную активность 1942 молекул на клеточных культурах. Исследования проводились в роботизированной лаборатории уровня безопасности P3. В результате было выбрано около шестидесяти молекул, которые блокируют распространение вируса. «По опыту мы знаем, что при таком широком скрининге мы обнаружим несколько десятков противовирусных молекул. Но не все из них можно использовать. Например, есть антидепрессанты, обладающие противовирусным действием, но, как известно, они не подходят для терапии: вы не можете атаковать вирус, нанося вред другим функциям организма», – объясняет ведущий научный сотрудник Института Пастера Лилля Жан Дюбюиссон.
Поэтому после новой серии тестов группа сузила список «кандидатов» до десяти молекул, а затем приступила к более детальному изучению соединения «клофоктол» (clofoctol) – лекарства, используемого для лечения бактериальных инфекций дыхательных путей.
Показав in vitro, что клофоктол блокирует репликацию вируса, исследователи провели эксперименты на мышах, чувствительных к коронавирусу. Результаты показали, что, помимо блокировки вируса в легких грызунов, клофоктол обладает противовоспалительным действием. В начале сентября группа исследователей начала клинические испытания препарата на людях: на первой стадии им необходимо проверить 684 пациента.
Поиск новых молекул
В 2003 году эпидемия атипичной пневмонии SARS унесла жизни порядка 800 человек во всем мире, но ее удалось довольно быстро погасить. Тогда же ученые поняли, что коронавирусы новых типов рано или поздно попадут в человеческую популяцию и могут нанести более серьезный ущерб. Исследователи из лаборатории архитектуры и функций биологических макромолекул (AFMB) в Марселе последующие за вспышкой SARS годы посвятили изучению белков SARS-CoV-1. Их особенно интересовал процесс репликации вируса: ферменты, которые позволяют ему воспроизводиться в клетке-хозяине. Команда также испытала in vitro целый ряд уже существующих противовирусных препаратов, позволяющих блокировать репликацию. Однако работы были приостановлены в 2012 году из-за отсутствия достаточного государственного финансирования.
С началом пандемии 2020 года ученые возобновили свою работу. Они сразу заметили, что комплекс репликации SARS-CoV-2 практически идентичен своему предшественнику SARS-CoV-1. Поэтому группа смогла быстро начать поиск молекулы, способной остановить его функционирование. «Мы смогли протестировать около 20 тысяч молекул из нашей ʺхимической библиотекиʺ», – говорит исследователь марсельской лаборатории Бруно Канард. В результате ученые отобрали около десяти «молекул-кандидатов», которые могут быть использованы для лечения COVID-19. Однако это только предварительные результаты – впереди еще долгая работа. Для ее ускорения лаборатория AFMB была подключена к европейскому проекту IMI-Care, в котором участвуют более тридцати партнеров и организаций, ученые из восьми стран (включая французский CNRS), а также основные фармацевтические компании и стартапы. Благодаря обмену навыками изучение этих молекул происходит намного быстрее: марсельская лаборатория занимается скринингом новых молекул, в то время как другие участники проекта занимаются их оптимизацией и доклиническими тестами.
В настоящее время AFMB работает над молекулой AT-527, недавно обнаруженной американской компанией ATEA, базирующейся в Бостоне. Как рассказал руководитель марсельской группы Жан-Клод Гийемо, ATEA и AFMB установили партнерство, чтобы определить механизм действия этого многообещающего противовирусного препарата. Клинические испытания показали эффективность молекулы у пациентов, что позволило перейти к третьей фазе испытаний в июне 2021 года в США. Предполагается, что этот же препарат может применяться при лечении гепатита С и вируса Денге.
Противовирусные препараты широкого спектра действия
Перед началом пандемии исследователи из Института исследований инфекционных заболеваний Монпелье (IRIM) начали поиск молекулы, эффективной при лечении РНК-содержащих вирусов. При таком подходе изучается не сам вирус, а клеточные белки организма-носителя, используемые вирусом для своей репликации.
Ученые института IRIM выделили хеликазу DHX9 – белок, выполняющий функцию раскручивания молекул РНК, который необходим для репликации таких вирусов, как вирусы ВИЧ, Чикунгунья, лихорадки Эбола, гриппа или Денге. В ходе тестов ученые установили, что блокировка хеликазы DHX9 в клеточных культурах не оказывает никакого вредного воздействия на остальные клетки человека.
Затем группа начала испытание нескольких молекул, потенциально способных инактивировать хеликазу DHX9, и в итоге остановилась на одной. Как показали тесты на клеточных культурах, эта молекула эффективно останавливает репликацию РНК-вирусов. Именно в этот момент разразилась пандемия COVID-19. Протестировав молекулу на SARS-CoV-2, ученые увидели, что и на этот РНК-вирус она оказывает мощное воздействие, так как новый коронавирус также мобилизует DHX9 для своей репликации.
Одним из преимуществ этой молекулы, помимо широкого спектра действия, является ее очень низкая токсичность. «Наши тесты подтверждают, что, блокируя хеликазу DHX9, мы не оказываем вредного воздействия на клетки человека», – говорит Жан-Мари Пелопонез, исследователь CNRS в институте IRIM. Дело в том, что клетки человеческого организма имеют другие типы хеликазы в своем арсенале, на которые эта молекула не влияет.
Проведя работу по оптимизации молекулы, ученые приступили к серии тестов молекулы in vivo на мышах, чувствительных к SARS-CoV-2. Если они окажутся успешными, то Институт исследований инфекционных заболеваний Монпелье начнет испытания на людях. Для этой цели институт уже ищет партнеров – стартапы или крупные фармацевтические компании.
Иммунотерапия
Антитела – одно из самых мощных орудий нашей иммунной системы. Вырабатываемые В-лимфоцитами в ответ на агрессию, они распознают и нейтрализуют патогены. С 1980-х годов они использовались для лечения различных заболеваний, включая многие виды рака, болезни Крона или псориаза. С самого начала пандемии исследовательские институты и фармацевтические компании начали их использовать против SARS-CoV-2. Так, в октябре 2020 года заразившийся коронавирусом Дональд Трамп получил экспериментальное лечение на основе моноклональных антител. С тех пор данный протокол лечения был официально одобрен в нескольких странах, включая Францию.
Большая часть современных разработок лечения на основе антител сосредоточена на S-белке (spike) коронавируса, который позволяет ему прикрепляться к клетке своего хозяина.
Но такой способ отключения спайк-белка может иметь негативные последствия. К этому выводу пришла франко-сингапурская команда ученых из Международного центра исследований инфекционных заболеваний (CIRI) в Лионе. Проведя ряд экспериментов in vitro на предмет действия антител на спайк-белок, исследователи определили, что ряд антител вызывает хроническое повреждение тканей организма. Такие последствия наблюдались у некоторых пациентов, проходивших лечение на основе моноклональных антител. «Терапевтическое использование антител имеет огромный потенциал, но наша работа подчеркивает важность предварительной работы по доклинической характеристике, чтобы избежать потенциальных побочных эффектов», – предупреждает исследователь CIRI Оливье Терьер.
Ученые парижского Института биомедицинских исследований Кошен (Institut Cochin) пошли другим путем. Их идея состоит не в том, чтобы атаковать вирус при помощи дополнительных моноклональных антител, а в том, чтобы регулировать иммунный ответ пациентов. При тяжелых случаях заболевания COVID-19 именно непропорциональная реакция защитных сил организма ставит под угрозу выживание пациентов.
Речь идет о категории так называемых «клеток-киллеров» иммунной системы, клетках MAIT. При коронавирусе клетки MAIT накапливаются в легких и могут убивать как инфицированные, так и здоровые клетки. У многих пациентов они связаны с деградацией эпителия легких и респираторной недостаточностью. В парижской больнице Биша (Bichat) по уровню активации клеток MAIT врачи прогнозируют развитие болезни у зараженных COVID-19 пациентов: если он высокий, то состояние пациента вскоре ухудшится.
Некоторые виды моноклональных антител могут помочь ограничить эту чрезмерную реакцию иммунной системы. В Институте Кошен (Institut Cochin) в Париже нашли два типа моноклональных антител, способных блокировать MAIT. Один из них уже производится фирмой GSK и используется для лечения некоторых тяжелых случаев болезни Крона. Второй — пока экспериментальный и прошел только доклинические испытания.
Невозможно с точностью сказать, какие из всех испытуемых антител и молекул против COVID-19, разработанных во французских лабораториях, будут одобрены на официальном уровне и войдут с стандартные протоколы лечений. Однако работа по поиску противокоронавирусного препарата выходит далеко за рамки разработки конкретных терапевтических стратегий. По словам исследователя CNRS Брюно Канарда, «каждый раз, когда мы обнаруживаем новую антивирусную молекулу, мы узнаем многое и о самом вирусе». Полученные в процессе знания будут иметь решающее значение, когда миру будет грозить какая-нибудь новая эпидемия.
