Почему на вирусы свиного гриппа перестают действовать лекарственные препараты?

Компьютерные чипы, которые обычно применяются в игровых консолях, были использованы учёными из Бристольского университета, чтобы разобраться в том, как вирус свиного гриппа сопротивляется действию таких противовирусных препаратов, как Тамифлю и Реленза.

Профессор Эдриан Малхолланд (Adrian Mulholland) и доктор Кристофер Вудс (Christopher Woods) – сотрудники Бристольского университета, совместно с коллегами из Таиланда использовали графические процессоры для того, чтобы моделировать процессы, которые имеют место при использовании указанных выше лекарственных препаратов для подавления вируса гриппа H1N1–2009. Заболевание, которое он вызывает, обычно называют свиным гриппом.

H1N1–2009 можно рассматривать как новый высоко адаптивный вирус гриппа человека. Принято считать, что его геном составлен сегментами геномов вирусов свиного, птичьего и человеческого гриппа. В течение нескольких месяцев с момента его обнаружения в 2009 году была зафиксирована резкая вспышка заболеваемости гриппом по всему миру.

Лекарственные препараты Тамифлю и Реленза, которые действуют на вирусную нейраминидазу, успешно подавляли распространение инфекции гриппа. Однако широкое их использование привело к появлению вирусов, нейраминидаза которых поменяла нативную структура в результате мутации кодирующих её генов. Поэтому эффективность препаратов стала ниже.

Результаты клинических исследований говорят о том, что мутантная копия нейроминидазы гриппа H1N1, известная как IRHY2, снижает эффективность действия препарата Реленза в 21 раз, препарата Тамифлю в 12 374 раза. Таким образом, можно сделать вывод, что данные препараты потеряли первоначальную эффективность.

Для того, чтобы назвать точную причину столь значительного снижения эффективности указанных выше лекарственных препаратов, учёные провели продолжительное молекулярно-динамическое моделирование.

По словам профессора Малхолланда, результаты проведённой научной работы показывают, что

IRHY приводит к возникновению нечувствительности вирусов гриппа H1N1 к действию препаратов Тамифлю и Реленза за счёт снижения способности компонентов данных лекарственных препаратов формировать водородные связи с группами, расположенными в определённой части фермента – петлевой участок 150.

Мутация позволяет нейраминидазе менять конформацию с закрытой на открытую. Тамифлу не способен с необходимой эффективностью связываться с нейраминидазой, находящейся в открытой конформации. Это происходит в силу слабых электростатических взаимодействий между препаратом и целевыми сайтами фермента. По этой причине препарат теряет необходимую эффективность.

Результаты исследования говорят о том, что

устойчивость вируса к действию лекарственных средств может быть преодолена путем стабилизации возможности образования водородных связей между ингибиторами нейраминидазы и определёнными участками нейраминидазы.

Результаты исследования учёных опубликованы в журнале Biochemistry. Они могут послужить основой для создания следующего поколения лекарств от гриппа.

Источник(и):

1. Science Daily

2. sci-lib.com