Noua descoperire a fost prezentată într-un raport publicat în revista Cell. Studiul a fost coordonat de prof. James Collins, profesor de Inginerie Medicală şi Ştiinţă în cadrul Institutului pentru Inginerie Medicală şi Ştiinţă (IMES) şi al Departamentului de Inginerie Biologică de la MIT, şi Maxwell Wilson, profesor asociat de biologie moleculară la University of California, Santa Barbara.
Cercetătorii au identificat aceşti compuşi, care activează un sistem de apărare celulară numit calea răspunsului la stres integrat, în urma unui screening al aproape 400.000 de molecule.
În teste realizate pe celule umane, compuşii s-au dovedit eficienţi în protejarea celulelor împotriva infecţiei cu RSV, virusul herpetic şi virusul Zika. De asemenea, au demonstrat eficienţă împotriva herpesului într-un model murin (pe şoareci).
„Suntem foarte entuziasmaţi de acest studiu, care ne permite să valorificăm răspunsul la stres al celulelor-gazdă pentru a identifica şi dezvolta antivirale cu spectru larg”, a declarat prof. James Collins.
În celulele umane, calea răspunsului la stres integrat este activată în timpul infecţiilor virale sau în condiţii de stres precum înfometarea. În timpul infecţiei virale, calea este declanşată de ARN dublu catenar, o moleculă produsă în timpul replicării virusurilor.
Când este detectat acest ARN, celula opreşte sinteza proteinelor, împiedicând astfel virusul să-şi producă proteinele necesare replicării.
Compuşii care amplifică această cale ar putea fi candidaţi ideali pentru noi antivirale cu spectru larg, care să acţioneze nu asupra virusului în sine, ci asupra mecanismului celular de apărare.
Pentru a identifica aceşti compuşi, cercetătorii au folosit o tehnică optogenetică inovatoare. Optogenetica permite inserarea unor proteine sensibile la lumină în genomul celulei. În acest caz, cercetătorii au modificat o proteină numită PKR, care activează calea de stres, astfel încât să o poată porni cu ajutorul luminii albastre.
Folosind această tehnică, au testat aproximativ 400.000 de compuşi chimici, aplicându-i pe celule umane expuse simultan la lumină albastră (care simula infecţia virală).
Prin măsurarea ratei de supravieţuire a celulelor, cercetătorii au identificat circa 3.500 de compuşi cu potenţial antiviral, care au fost apoi analizaţi în detaliu.
Ulterior, cercetătorii au selectat opt dintre cei mai promiţători compuşi, testându-i pentru eficienţa în combaterea virusurilor şi siguranţa pentru celulele umane. Din aceştia, au ales trei candidaţi principali, denumiţi IBX-200, IBX-202 şi IBX-204.
În celulele infectate cu virusul Zika, virusul herpetic sau RSV, tratamentul cu aceşti compuşi a redus semnificativ încărcătura virală. Unul dintre compuşi, IBX-200, a fost testat pe şoareci infectaţi cu virusul herpetic şi a redus sarcina virală, îmbunătăţind în acelaşi timp simptomele.
Experimentele au arătat că aceşti compuşi activează o enzimă implicată în detectarea stresului celular, care porneşte calea răspunsului la stres şi pregăteşte celulele pentru a răspunde mai eficient infecţiei virale. Când sunt aplicaţi pe celule neinfectate, compuşii nu au niciun efect, ceea ce sugerează un profil bun de siguranţă.
Cercetătorii intenţionează acum să evalueze cei trei compuşi principali împotriva unei game mai largi de virusuri.
