בית מרקחת: אצות חומות להילחם בקורונה

למרות שחיסון יעיל בהפחתת התמותה מקוביד-19, נגיף הקורונה נותר איום עולמי. גרסאות חדשות, יעילות חיסונים נמוכה בקרב אנשים עם דכדוך חיסוני ואי-שוויון בגישה לחיסונים הם כולם אתגרים המדגישים את הדחיפות במציאת טיפולים אנטי-ויראליים יעילים. עם זאת בחשבון, גילוי מולקולות המכוונות ישירות למחזור השכפול הנגיפי הפך לעדיפות של חוקרים. צוות שהורכב מחוקרים מה-CNRS ומאוניברסיטאות צרפתיות וברזיל התעניין באצות מאקרו חומותFucus ceranoides. הם זיהו פפטידים אנטי-ויראליים - חלבונים קטנים, שרשראות קצרות של חומצות אמינו - המסוגלים לעכב את הפרוטאז 3CL-pro, אנזים מפתח של SARS-CoV-2."נגיפי RNA, כמו SARS-CoV-2, מייצרים חלבון גדול כשהם משתכפלים בתאים. הפרוטאז הנגיפי ממלא תפקיד מרכזי בחיתוך חלבון זה כדי לאפשר היווצרות של חלקיקים ויראליים פונקציונליים חדשים., מסביר לורן פיקו, חוקר במעבדת LIENSs באוניברסיטת לה רושל, ומתאם המחקר. לפני המשך:"אם אנו חוסמים את הפרוטאז הזה, אנו חוסמים את המחזור הוויראלי, ומונעים מהווירוס להתרבות. »

כדי לבודד את הפפטידים המעכבים הללו, הצוות השתמש בשיטה שלדיג ליגנד, טכנולוגיה המפשטת את הטיהור של מולקולות ביו-אקטיביות מתמציות מורכבות. גישה זו מורכבת משימוש בפרוטאז 3CL כ"מטרה" ללכידת מולקולות בעלות זיקה חזקה אליו. באמצעות טכניקה זו הצליחו החוקרים לזהות פפטידים הנקשרים ספציפית לתחום הקטליטי של האנזים וחוסמים את פעילותו. אם עדיין יש צורך בצעדים נוספים, בעיקר ניסויים פרה-קליניים, לפני יישום קליני פוטנציאלי, פפטידים אלו יכולים, בסופו של דבר, לתמוך בחיסון כדי להגן על האוכלוסייה מפני זיהומים ויראליים.

לך לדוג ליגנדים

הטיהור של מולקולות ביו-אקטיביות מתמציות ימיות הוא תהליך מורכב וגוזל זמן, הדורש שלבי חלוקה מרובים. עם זאת, האסטרטגיה החדשנית שלדיג ליגנדמפשט את המשימה הזו בכך שהוא מאפשר טיהור בשלב אחד. THEדיג ליגנדהיא שיטה לטיהור מולקולות בתמציות מורכבות בשלב אחד. כפי שהשם שלו מרמז, זה ממש כרוך ב"דיג אחר ליגנדים", שביניהם יש סיכוי טוב לזהות מעכבים. באוניברסיטת לה רושל, מחקר על נגיף קורונה שלמים אינו אפשרי בגלל היעדר מעבדות מאובטחות במיוחד, הנחוצות למניעת כל סיכון לזיהום."אז עבדנו על חלבון נגיף קורונה מטוהר. הרעיון היה להשתמש בחלבון זה כמטרה תרופתית, כדי "ללכוד" מולקולות עם זיקה» [איתה], מפרט את לורן פיקו.

לצורך מחקר זה, המדענים סקרו תחילה כמה תמציות מאקרו אצות על מנת לזהות תערובת המסוגלת לחסום פעילות אנזימטית. ברגע שנבחר תמצית זו, הטכניקה שלדיג ליגנדשימש לבידוד המעכבים."עשינו פונקציונליזציה של מיקרו-חרוזים מגנטיים עם אנזים 3CL מטוהר, ואז הדגמנו אותם בנוכחות התמצית הפעילה. זה איפשר לשמור באופן ספציפי מולקולות בעלות זיקה לאנזים", מסביר לורן פיקו. לאחר מכן משחזרים את המיקרו-חרוזים המגנטיים באמצעות מגנט, והליגנדים משתחררים מהאנזימים באמצעות ממס, לפני ניתוח באמצעות ספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה. המחקר, שפורסם בכתב העתסמים ימיים, הראה שהתמצית ההידרו-אלכוהולית של אצות חומותFucus ceranoidesעיכב את פעילות פרוטאז 3CL ב-74% בריכוז נמוך. עיכוב זה עולה ל-82.7% בנוכחות תערובת הפפטידים המבודדת בטכניקה שלדיג ליגנד, המדגים את היעילות של אסטרטגיה זו לריכוז וטיהור מעכבים. תוצאות אלו פותחות פרספקטיבות מעניינות לפיתוח פתרונות מניעה נגד נגיפים."אפשר לשלב את הפפטידים הללו כמרכיבים פעילים אנטי-ויראליים בניסוח מונע המגביל את ההתרבות של נגיף הקורונה בריריות האף או הריאתיות", מציע לורן פיקו. עם זאת, הוא מתעקש שמוצר זה אינו מיועד לטיפול בזיהומי קורונה, אלא להפחית את הסיכון להידבקות."פפטידים אלה יכולים לשמש כהשלמה לחיסון שנותר חיוני כדי להגן על האוכלוסייה", הוא מוסיף. החוקר גם מדגיש את הצורך לבצע בדיקות על נגיפים שלמים ועל מודלים פרה-קליניים של זיהום כדי לאמת את היעילות של פפטידים אלה במניעה. יתר על כן, הפפטידים המזוהים יהיו נושא להערכות על וירוסים אחרים, כגון נגיף ההרפס (DNA דו-גדילי), אשר משתמש גם בפרוטאזות להבשלת החלבונים שלו. מחקר זה מאשר את חשיבותן של טכנולוגיות חדשניות כגוןדיג ליגנדבגילוי מולקולות ביו-אקטיביות.

אצות, כר גידול לאנטי-ויראלים?

הבחירה של הצוות הצרפתי-ברזילאי להתמקד באצות מוצדקת לחלוטין."מספר מחקרים על מאקרו אצות כבר חשפו נוכחות של מולקולות טבעיות בעלות פעילות אנטי-ויראלית", מסביר לורן פיקו. בין מולקולות אלו, מחקר קודם זיהה פלורוטנינים, פוליפנולים האופייניים לאצות חומות, וכן פוליסכרידים שונים כגון פוקואידנים, קרגיננים ואלגינטים. תרכובות אלו נבדלות ביכולתן למנוע מווירוסים להדביק תאים אנושיים או להאט את שכפולם, מה שהופך את האצות למקור מבטיח במאבק נגד וירוסים.

העבודה הזו עלFucus ceranoides, אצה שנחקרה עדיין מעט, ממחישה את הפוטנציאל העצום הבלתי מנוצל של אצות ואורגניזמים ימיים במחקר פרמצבטי. למרות שעדיין יש עוד דרך ארוכה לפני יישום קליני, תוצאות אלו מדגישות כי פתרונות לאתגרי בריאות גלובליים יכולים להסתיר במערכות האקולוגיות הפחות נחקרות. "הדיג" אחר מולקולות אנטי-ויראליות רק מתחיל, והאוקיינוסים עלולים להפוך לבעלי ברית מכריעים במאבק נגד מגיפות עתידיות.

אצה עשירה במולקולות מעניינות

האצותFucus ceranoidesנפוץ בחופי צרפת ומציג מספר מאפיינים שהופכים אותו למעניין במיוחד עבור מחקר פרמצבטי, במיוחד בתחום האנטי-ויראליים. אצות זו מכילות מספר סוגים של מולקולות ביו-אקטיביות, כגון פוליסכרידים סולפטים, פוליפנולים ושומנים ביו-אקטיביים. תרכובות אלו יכולות לשמש במאבק נגד נגיפי RNA מסוימים, כגון SARS-CoV-2, או וירוסים עטופים. הפוליסכרידים והפוליפנולים באצה זו יכולים גם לווסת את התגובה החיסונית, ולחזק את ההגנה הטבעית של הגוף מפני זיהומים ויראליים. לבסוף, נוגדי החמצון המצויים בFucus ceranoidesיכול להגן על תאי מארח מפני נזק, ובכך לשפר את היעילות של טיפולים אנטי-ויראליים.