Пиколиновая кислота мешает оболочечным вирусам проникать в клетки

Пиколиновая кислота (ПК) — один из природных метаболитов триптофана. Недавние исследования показали, что она влияет на созревание эндосом, которые участвуют в проникновении многих вирусов в клетку. Это делает ее перспективным кандидатом на роль противовирусного препарата широкого спектра действия, и исследователи из Индии решили описать ее влияние на клинически значимые вирусы человека.

Вирусные патогены представляют серьезную угрозу общественному здравоохранению, поэтому важна разработка и улучшение препаратов для борьбы с ними. К противовирусным препаратам прямого действия, нацеленным на вирусные компоненты, часто развивается резистентность. В особенности это касается соединений, которые действуют на РНК-содержащие вирусы. Напротив, лекарственные средства, мишенями которых являются клеточные факторы организма-хозяина, необходимые для поддержания жизненного цикла вируса, меньше вызывают резистентность. 

Проникновение в клетку — важный этап жизненного цикла вирусов. Многие вирусные патогены, в том числе виновники пандемий, покрыты мембранной оболочкой (суперкапсидом). Слияние вирусной и клеточной мембран — общий для оболочечных вирусов механизм проникновения в клетку, который может стать перспективной мишенью для разработки противовирусных препаратов широкого спектра действия. 

Исследователи из Индийского научного института охарактеризовали влияние пиколиновой кислоты на  проникновение вирусов в клетку. Они заражали клетки различными штаммами вируса гриппа А (IAV) и SARS-CoV-2 на различных клеточных линиях. Затем клетки обрабатывали пиколиновой кислотой и измеряли количества инфицирующих частиц вируса либо уровни вирусной РНК. Оказалось, что пиколиновая кислота дозозависимо ингибировала SARS-CoV-2 и различные варианты IAV в нетоксичных дозировках. При этом она оказалась эффективнее других известных противовирусных средств (осельтамивир, ремдесивир).

Авторы работы также исследовали противовирусный эффект на линии клеток, экспрессирующих TMPRSS2 (HEK293T-ACE2-TMPRSS2) — наличие этого белка позволяет вирусу проникать в клетку путем слияния мембран. Они выявили наиболее существенное ингибирующее действие ПК в клетках HEK293T-ACE2-TMPRSS2. 

Также ученые продемонстрировали значительный противовирусный эффект ПК в отношении флавивируса, вируса простого герпеса и вируса парагриппа. 

Чтобы подробнее охарактеризовать механизм действия ПК, исследователи проанализировали зависимость ее эффекта от времени добавления (подход «по времени добавления препарата», time of addition, ToA). Опыты показали, что предварительная обработка клеток (в течение трех часов) или вирусных частиц (в течение часа) значительно снижала эффективность заражения, тогда как добавление ПК на стадии репликации вируса уже не оказывало эффекта на инфицированность. Это указывает на то, что пиколиновая кислота влияет именно на вход вируса в клетку.

С помощью той же методики исследователи выяснили, что ПК не влияет на процесс связывания вируса с поверхностью клетки. С помощью флуоресцентно меченых вирионов IAV они обнаружили, что ПК препятствовала слиянию вирусной мембраны с эндоцитарной. Кроме того, ученые установили, что ПК нарушала вход вируса как посредством нарушения эндоцитоза, так и ингибируя слияние мембран. Анализ обработанных пиколиновой кислотой вирусов с помощью трансмиссионной электронной микроскопии показал, что мембрана их оболочки необратимо разрушалась под действием ПК. 

Добавление пиколиновой кислоты к вариантам безоболочечных вирусов, в том числе бактериофагам, ожидаемо не оказало на них никакого эффекта.

Авторы также исследовали эффективность пиколиновой кислоты in vivo. В опытах на модели сирийского хомяка и на мышиной модели BALB/c пиколиновая кислота продемонстрировала многообещающую доклиническую противовирусную активность против SARS-CoV-2 и IAV.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что пиколиновая кислота может применяться в качестве противовирусного препарата широкого спектра против таких пандемических вирусов, как SARS-CoV-2 или IAV.



Ингибиторы синтеза компонентов мембраны как противовирусные средства широкого спектра действия