Iniezione GS-441524 nella ricerca antivirale sulla SARS-CoV-2

I ricercatori che utilizzano cellule Vero E6, che sono un modello comune negli studi di virologia, hanno notato un forte calo nella replicazione virale quando questa sostanza è stata aggiunta alle cellule. Gli scienziati possono imparare di più sulle condizioni e sulle quantità necessarie per l’azione antivirale osservando modelli di inibizione come questi.

La cosa più importante di questi risultati è che ci aiutano a capire come le polimerasi del coronavirus siano rimaste le stesse nel tempo. Poiché il SARS-CoV-2 è strutturalmente simile ad altri coronavirus, come il SARS-CoV e il MERS-CoV, le sostanze che agiscono contro un coronavirus dovrebbero solitamente essere esaminate anche contro gli altri. I ricercatori utilizzano questo concetto di reattività incrociata-per aiutarsi a elaborare tattiche antivirali ad ampio spettro.

Quando le cellule vengono pre-trattate o co-trattate con l'iniezione di GS-441524 durante l'esposizione virale, i test mostrano che il numero di copie di RNA virale e il numero di particelle virali attive prodotte diminuiscono. Questi risultati misurabili ci forniscono le informazioni di cui abbiamo bisogno per capire quanto potrebbe essere utile una terapia.

Il profilo farmacologico che emerge da questi studi cellulari può aiutare con la dose e la durata del trattamento. Comprendere come le cellule assorbono sostanze, modificano il loro metabolismo e mantengono il loro effetto antivirale per lungo tempo aiuta i ricercatori a elaborare piani di test migliori e guida gli sforzi pratici di ricerca.

Quando la polimerasi virale aggiunge ilIniezione GS-441524prodotto invece di un nucleotide naturale, la catena di RNA che si forma non può continuare a crescere correttamente. Questo sabotaggio chimico impedisce al virus di diffondersi.

Studi comparativi su diversi tipi di coronavirus hanno dimostrato che il sito attivo della polimerasi rimane lo stesso. Il fatto che l'iniezione GS-441524 funzioni contro diversi tipi di coronavirus indica che la tasca di legame e il processo catalitico sono molto simili in tutta la famiglia dei coronavirus. Per questo motivo, la polimerasi è un buon bersaglio per lo sviluppo di antivirali ad ampio spettro.

I ricercatori hanno visto molto meno virus nei polmoni dei topi a cui era stata somministrata la sostanza prima che venissero infettati con un virus rispetto ai controlli che non erano stati trattati. Uno studio istopatologico ha dimostrato che gli animali trattati presentavano meno infiltrati infiammatori e danni tissutali meno gravi.

In questi studi sugli animali, il momento dell'azione sembra essere molto importante. Il trattamento iniziato subito dopo il contatto con l’infezione ha funzionato meglio del trattamento somministrato successivamente. Queste connessioni temporali ci dicono molto sulle finestre di guarigione e su quanto sia importante agire rapidamente quando qualcuno ha un virus.

È più probabile che la molecola attiva del trifosfato venga prodotta da cellule che hanno molti enzimi della via di salvataggio dei nucleotidi. Questo metabolismo cellulare modifica la quantità necessaria per fermare la crescita dei virus.

La durata dell’effetto antivirale dipende anche dalla stabilità della sostanza chimica attiva all’interno delle cellule. Gli studi che hanno esaminato l'emivita intracellulare- hanno dimostrato che la forma trifosfato mantiene le concentrazioni a un buon livello per lungo tempo. Ciò significa che potrebbero essere necessarie dosi più basse per ottenere effetti antivirali-duraturi. Quando si progettano piani di dosaggio per gli esperimenti, vengono presi in considerazione questi fattori fisiologici.

La selettività deriva da piccoli cambiamenti molecolari nei siti attivi delle polimerasi umane e virali. La struttura dell'enzima virale rende più facile l'adattamento del nucleotide modificato rispetto alla polimerasi umana.

Sono stati eseguiti test di tossicità cellulare su diversi tipi di cellule umane per vedere seIniezione GS-441524influenza le normali funzioni cellulari a livelli che bloccano la replicazione dei virus. Nella maggior parte dei casi, questi test controllano quante cellule sono vive, quanto velocemente si dividono e quanto è attivo il loro metabolismo. I risultati mostrano per lo più un buon margine di sicurezza, con effetti citotossici che si verificano solo a dosi molto più elevate di quelle necessarie per l’azione antivirale.

Altri non sono ancora influenzati dall’iniezione di GS-441524, anche se alcuni virus a RNA con polimerasi strutturalmente simili lo sono. Questi modelli aiutano gli scienziati a capire le esatte caratteristiche molecolari che rendono una molecola suscettibile e li aiutano a creare copie migliori.

Quando si tratta di combattere nuove malattie infettive, l'idea di farmaci antivirali ad ampio-spettro è molto allettante. I composti che agiscono contro più famiglie di virus potrebbero fornirci modi rapidi per combattere nuove malattie. Lo studio dell'iniezione GS-441524 aiuta con questo approccio ad essere pronti chiarendo le esigenze molecolari di bloccare la polimerasi in diversi tipi di virus.

È interessante notare che molti cambiamenti che causano resistenza rendono anche più difficile la replicazione dei virus, il che suggerisce che la sostanza chimica sta attaccando una parte dell'enzima che non può svolgere il suo lavoro.

Il successo del trattamento-a lungo termine dipende dalla barriera genetica alla resistenza, ovvero dal numero e dal tipo di cambiamenti necessari affinché la resistenza si manifesti. I composti che necessitano di più di una mutazione contemporaneamente per diventare resistenti sono più difficili da lavorare rispetto ai composti che necessitano di una sola mutazione per diventare resistenti. Gli studi che descrivono il profilo di resistenza dell'iniezione GS-441524 aiutano i medici a elaborare piani di trattamento combinati che potrebbero impedire il verificarsi di resistenza.

In alcuni test, il trattamento simultaneo delle cellule con l’iniezione di GS-441524 e con gli inibitori della proteasi blocca i virus in modo più efficace rispetto a quanto fa ciascuna sostanza da sola. Poiché questi composti lavorano insieme, potrebbero essere possibili quantità minori di ciascuno, il che potrebbe ridurre gli effetti collaterali.

I farmaci immunomodulatori che aiutano a controllare le reazioni infiammatorie iperattive che possono verificarsi con gravi infezioni da coronavirus sono un altro potenziale modo per mettere insieme questi due fattori. Combinando l'azione antivirale diretta dell'iniezione GS-441524 con il supporto del sistema immunitario, i ricercatori sperano di affrontare sia la capacità del virus di replicarsi sia la mancanza di controllo del sistema immunitario umano, che peggiora la malattia.

Altri cercano di migliorare il processo di cambiamento della forma all'interno delle cellule nella forma attiva del trifosfato o di rendere più semplice il lavoro delle polimerasi virali.

Questi sforzi per migliorare le cose utilizzano modelli computerizzati per indovinare come i cambiamenti nella struttura influenzeranno il modo in cui si lega alla polimerasi virale. I modelli di dinamica molecolare mostrano come le possibili molecole si inseriscono nel sito attivo di un enzima e trovano cambiamenti che potrebbero rendere queste interazioni più forti. Questo metodo di progettazione razionale accelera la ricerca di migliori opzioni antivirali.