Targeting viral RNA:Grundlaget for næste generations bredspektrede antivirale lægemidler

En ny tilgang til bekæmpelse af vira ved at målrette mod 'kontrolcenteret' i viralt RNA kan føre til bredspektrede antivirale lægemidler og give en første forsvarslinje mod fremtidige pandemier, ifølge ny forskning ved University of Birmingham.

I en ny undersøgelse, udgivet i Angewandte Chemie , forskere har vist, hvordan denne tilgang kunne være effektiv mod SARS-CoV-2-virus, der er ansvarlig for COVID-19-pandemien. Tidligere modellering og in vitro -analyse af teamet og offentliggjort i Kemisk videnskab har også vist effektivitet mod HIV -virus.

Professor Mike Hannon, fra University of Birminghams School of Chemistry, er medlederforfatter af undersøgelsen. Han sagde:"Selvom SARS-CoV-2-vacciner er blevet udviklet med en hidtil uset hastighed, der har stadig været 12 måneders ventetid på udvikling og godkendelse. Virale pandemier er fortsat en stor trussel, og derfor er der et presserende behov for bredspektrede antiviraler for at holde sygdomme som coronavirus i skak, mens effektive lægemidler udvikles. "

Teknikken foreslået af teamet bruger cylindrisk formede molekyler, som kan blokere funktionen af ​​et bestemt afsnit i den ene ende af RNA-strengen. Disse RNA -sektioner, kendt som utranslateret RNA, er afgørende for at regulere replikationen af ​​virussen.

Utranslateret RNA indeholder forbindelsespunkter og buler - i det væsentlige små huller i strukturen - som normalt genkendes af proteiner eller andre stykker RNA - begivenheder, der er kritiske for, at viral replikation kan forekomme. De cylindriske molekyler tiltrækkes af disse huller, og når de glider ind i dem, RNA lukker omkring dem, danner en præcis pasform, som følgelig vil forstyrre virusets evne til at replikere.

"Vores tilgang tilbyder en meget lovende ny rute til design af antiviralt lægemiddel, "siger professor Hannon." Mens de fleste lægemidler under udvikling er rettet mod virusets proteiner, vi har identificeret molekyler, der er i stand til at tackle den mest fundamentale del af viruset - dets RNA. Eksperimenter bakket op af computermodellering har allerede vist, at dette er effektivt mod SARS-CoV-2 og HIV-vira, og vi forventer, at det også vil være effektivt mod en lang række andre vira, tilbyder et vigtigt første skridt mod et bredspektret antiviralt lægemiddel. "

Medforfatter Dr.Pawel Grzechnik, fra University of Birminghams School of Biosciences, sagde:"Den igangværende COVID-19-pandemi har afsløret, hvor vigtigt er RNA-biologi at forstå molekylære processer, der finder sted i vores celler, at finde måder at undertrykke patogener og lave effektive og sikre vacciner. RNA dukker først nu op i samfundets generelle bevidsthed som det vigtigste værktøj i terapier. Vi håber at fortsætte vores forskning og yderligere undersøge antivirale egenskaber ved cylindrene ved University of Birmingham. "

Dr. Zania Stamataki, fra University of Birmingham's Institute of Immunology and Immunotherapy og også medlederforfatter, sagde:"SARS-CoV-2-pandemien har understreget det presserende behov for udvikling af nye antivirale behandlinger, især for RNA -vira. I Birmingham har vi state-of-the-art indeslutningsniveau 3-faciliteter, der giver os mulighed for at studere hele virusets livscyklus. Vi har udviklet modeller til at teste virkningerne af nye antivirale behandlinger, og de supramolekylære cylindre viser lovende resultater mod replikering af SARS-CoV-2. Ambitionen er, at disse nye kategorier af forbindelser kan forfines og målrettes for at udvide deres funktion mod mange andre vira, der inficerer mennesker og dyr. "

Teamet vil fortsætte med at udvikle designet af det cylindriske molekyle for at forbedre dets effektivitet og kontrol, og også fuldt ud at forstå, hvordan det fungerer inden for virussen, inden det testes i en modelorganisme.

De cylindriske molekyler har været genstand for tidligere forskning, ledet af professor Hannon, som fokuserede på at finde en måde at kontrollere måden, cylinderen interagerer med DNA og RNA. Denne forskning resulterede i nye forbindelser, der har potentiale til at blive udviklet til målrettede behandlinger for kræft, vira og andre sygdomme, og er genstand for en patentansøgning indgivet af University of Birmingham Enterprise.