Forradalmian új megközelítés a vírusok elleni védekezésben

A Cell Reports Medicine folyóiratban július 17-én jelent meg az Indian Institute of Science (IISc) kutatóinak cikke, amelyben a vírusok elleni védelem egy új, vizsgálati aspektusát mutatták be, ahol főszerephez juthat az emlősök sejtjeiben természetes úton termelődő pikolinsav. A hatóanyag képes lehet például a SARS-CoV-2 vírus vagy az influenza A vírus elleni védelemben is komoly szerepet betölteni az eddigi, ígéretes eredmények szerint.

A pikolinsav jelenlegi ismereteink szerint az emberi szervezetben elsősorban a cink és egyéb nyomelemek abszorpciójában nyújt segítséget, ám csak rövid ideig marad a szervezetben, általában gyorsan kiürül. Az utóbbi időben figyeltek csak fel a kutatók arra, hogy ez a természetes vegyület antivirális funkcióval is rendelkezik. Az IISc munkatársai pár éve az endocitózis folyamatát kezdték el igen behatóan tanulmányozni, mivel ez az a folyamat, amelyet a vírusok és baktériumok is gyakran használnak fel arra, hogy bejussanak a gazdaszervezet sejtjeibe. Ekkor bukkantak rá a pikolinsavra, és ismerték fel azt, hogy ez a vegyület képes lehet lelassítani a vírusok sejtekbe jutását, majd tesztelni kezdték antivirális potenciálját is. Teljesen véletlenül a kutatás időpontja egybeesett a SARS-CoV-2 vírus okozta pandémia kitörésével, így elképzeléseiket a COVID-19 elleni védelemben is kipróbálhatták (egyelőre állati modellszervezeteken), és felismerték, hogy egy egészen különleges hatásmechanizmusra bukkantak.

A vírusok mindegyike rendelkezik egy olyan, fehérjékből kialakult vírusburokkal, amelynek fő rendeltetése a vírus nukleinsav magjának védelme. Ez a vírusburok az egyes vírusokra jellemző alkati egységekből („téglákból”, kapszomerekből) épül fel. A burok belső felén lévő fehérjék állnak közvetlen kapcsolatban a nukleinsavval – belső (core vagy mag) fehérjék –; köztük enzimek is találhatók. A burok külső falán lévő fehérjék a fehérjebontó enzimekkel szemben ellenállók – védik a nukleinsavat, pl. a nukleázok hatásától –, antigén tulajdonságúak, és ezek kapcsolódnak a fogékony sejtek jelfogóihoz (receptoraihoz). A nukleinsavat és fehérjeburkát együttesen nukleokapszidnak is hívják. Egyes vírusoknál azonban még egy fehérjeburok (peplon, envelope, vírusboríték vagy víruspalást) is kapcsolódik a sejtből kiszabaduló virionok burkához, amely többnyire a gazdasejt fehérjéiből épül fel, de vírusfajlagos fehérjealegységeket (nyúlványok, peplomerek) is tartalmaz. Ezek az úgynevezett “enveloped” vagy peplon vírusok, ilyen egyébként a magas prevalenciájú és pandémiás potenciállal rendelkező vírusok nagy része.

A peplon (envelope) nélkülözhetetlen a vírus számára ahhoz, hogy képes legyen bejutni az emberi sejtek belsejébe: a behatolási folyamat során a peplon és a gazdasejt membránja fuzionál, és egy olyan pórust alakítanak ki, amelyen keresztül a vírus genetikai anyaga beszabadulhat a sejtbe, majd replikálódni kezdhet. A mostani kutatás legfontosabb felfedezése, hogy a pikolinsav ezt a fúziós folyamatot képes meggátolni, ami egyben magyarázatot is ad arra, hogy a hatóanyag a vizsgálatok során miért bizonyult különösen hatásosnak a peplon vírusok ellen, például a flavivírusok közé tartozó Zika-vírus vagy a japán encephalitis vírus ellen, és miért volt szinte teljesen hatástalan a peplonnal nem rendelkező rotavírusok vagy Coxsackie vírusok esetében. Pontosan ez a fúziót gátló hatása az, amiért a pikolinsav igen különlegesnek, teljesen új megközelítésnek számít az antivirális szerek arzenáljában. A jelenleg használt antivirális készítmények ugyanis vagy közvetlenül a vírust támadják (ami idővel gyógyszer-rezisztencia kialakulásához vezethet) vagy a gazdaszervezet sejtjeire fejtenek ki valamilyen hatást, de ekkor mellékhatások jelentkezésével kell számolni. Ez a hatóanyag viszont “középen áll”, azaz sem közvetlenül a vírust, sem a gazdasejtet nem célozza, csak vírus-gazdasejt kapcsolat kialakulásába avatkozik be - igazi célpontja a vírus peplonjának az az eleme, amit a vírus a gazdaszervezetből épített be a külső burkába.

A kutatást vezető Shashank Tripathi szerint ez egyben azt is jelenti, hogy ilyen támadás esetén a vírusnak nincs reparációs mechanizmusa a peplonkárosodás kijavítására, viszont károsodott peplonnal nem tud fertőzni. Ezért feltételezhető, hogy a vírusnak okozott permanens, kijavíthatatlan károsodással egyidőben a hatóanyag csak igen minimális, átmeneti hatást fejt ki az önjavító mechanizmussal rendelkező gazdasejtre.

A hatóanyagot az indiai kutatók állati modellszervezeteken már tesztelték SARS-CoV-2 és influenza A vírusok ellen, és az eredmények szerint a pikolinsav hatékony védelmet nyújtott a fertőzés kialakulásával szemben. A kutatók azt is megvizsgálták, hogy mi történik olyan esetekben, amikor már fertőzött állatokat kezelnek a hatóanyaggal, és azt figyelték meg, hogy a terápia fertőzött állatok tüdejében is csökkentette a vírusterhelést, ezen felül pedig az immunsejtek számának növekedését is kiváltotta.

Rohan Narayan, a folyóiratban közölt cikk első szerzője szerint a kutatócsoport most arra összpontosít, hogy javítsa a hatóanyag hatásosságát, stabilitását és felvehetőségét. Egyben gyógyszeripari vállalatok szerepvállalását is várják, hogy a klinikai fejlesztési fázisban nyújtott segítségükkel mielőbb sikerüljön   egy olyan, széles körben alkalmazható készítményt engedélyeztetni, ami már a közeljövőben segíthet az esetleges járványkitörések kezelésében.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Study unveils picolinic acid's broad-spectrum antiviral abilities

Picolinic acid is a broad-spectrum inhibitor of enveloped virus entry that restricts SARS-CoV-2 and influenza A virus in vivo

Irodalmi hivatkozás:

Rohan Narayan et al, Picolinic acid is a broad-spectrum inhibitor of enveloped virus entry that restricts SARS-CoV-2 and influenza A virus in vivo, Cell Reports Medicine (2023).