«Самой большой угрозой продолжающемуся доминированию человека на планете являются вирусы», — эти слова принадлежат Джошуа Ледербергу, известному молекулярному биологу и лауреату Нобелевской премии. Так он охарактеризовал паразитарные микрообъекты способны нести реальную опасность в своей непрерывной изменчивости и способности маскироваться. Заражение ими приводит к широкому диапазону патологий от обычной простуды до болезней, убивающих человека за несколько часов. Что такое вирусы и какие современные препараты готовы им противостоять, посвящен этот обзор.
Что такое вирусы
Открытие этой формы микро-жизни принадлежит российскому микробиологу Дмитрию Ивановскому, который 1892 году занимался исследованиями мозаичной болезни, поражающей табачные растения. Однако, понятие «вирус» (В) появилось только спустя семь лет в трудах голландца Мартина Бейеринка, а увидеть отдельных представителей этого семейства удалось лишь в 1939 после изобретения электронного микроскопа.
Сейчас известно около 7 тыс. видов вирусов, но по самым пессимистическим предположениям их количество превышает 100 млн., происхождение которых до сих пор не понятно. Ясно одно, что это паразиты, проявляют признаки жизни только в клетках-хозяев и перестраивают все их функции под единственную задачу— массовое производство себе подобных вирусных частиц (вирионов). У них отсутствуют любые формы обмена веществ и признаки энергетических систем.
Вирион-частицы имеют разнообразные очертания, но схожее строение. Их основой является молекула-флешка (ДНК или РНК), несущая информацию, внедрение которой в синтетические процессы здоровой клетки вызывает их глобальную перестройку. Молекула прикрыта белочной оболочкой, предохраняющей генетический материал от повреждения и помогающей прикрепляться к целевым структурам, проникать вглубь них.
Механизм действия
Ключевое отличие В. от других форм существования живых организмов — это полное отсутствие привычных циклов и аппаратов размножения. Ими используются ресурсный потенциал инфицированной клетки для проведения сборочных операций и производства множества идентичных копий.
Принято выделять несколько этапов, входящих в жизненный цикл паразита:
- попадая через бреши в обороне организма, вирион начинает искать и прикрепляться к клеткам-мишеням, на которые он «запрограммирован». Примером могут быть лейкоциты определенных видов, поражаемые ВИЧ-вирусом, двигательные нервы, разрушаемые переносчиком полиомиелита и т.д. Интересно, что присоединение происходит только в случае, если клеточные структуры способны осуществлять копирование конкретного микроорганизма;
- при проникновении в клетку проходит доставка патогенного генетического материала во внутриклеточную среду. Механизмы такого переноса разные, но их итогом становится внедрение молекулы-флешки в целевые структуры;
- полная перестройка биохимических процессов и нормального копирования в клетке-хозяине и начало производства вирус-структур;
- процесс дальнейшего инфицирования проходит по двум путям: непрерывно протекающие операции по созданию копий наполняют внутриклеточное пространство мириадами вирионов. Подобно переполненному мешку, они разрывают клеточную оболочку и выходят в межклеточную среду в поисках очередной жертвы — хозяин при этом погибает.
В другом варианте копии-убийцы покидают «конвейер», не нанося вред предприятию — оставляя его продолжать штамповать запрограммированную продукцию. Ситуация отягощается тем, что такая бракованная клетка при делении порождает аналогичную систему. Она активно продуцирует вирус-ДНК или РНК и процесс может продолжаться до бесконечности. Результатом таких взаимоотношений может стать взаимовыгодное сосуществование (симбиоз), в котором Хозяином-зомби приобретаются обновленные свойства, интенсивно продвигается его эволюция.
Методы противодействия вирусным инфекциям
Важной оборонной линией противодействия инфекционным вирус-агентам является консолидация врожденного и приобретённого иммунитета (Dicer и RISC-механизмы) c выработкой антител и антигенов — специализированных биокомплексов, обеспечивающих нейтрализацию патогенов. Ко второй линии защитных механизмов относится клеточный иммунитет, реализуемый клетками-киллерами и производством интерферона — гормона, прекращающего копирование вирионов.
Однако, непрерывная изменчивость и приспособляемость инфицирующих агентов позволяет многим из них уклонятся от действия иммунной системы и инициировать различные болезни. Такая способность вирус-агентов вызывать не только обычную простуду, ежегодные волны гриппа, но и геморрагическую лихорадку Эбола, злокачественные опухоли, рассеянный склероз и другие опасные патологии, заставляет искать новые более эффективные противовирусные препараты.
Вакцины
Это первое средство по борьбе с вирус-инфицированием, открытое еще до работ Дмитрия Ивановского, привело к искоренению оспы и предотвращению свыше 30 заразных заболеваний. Их действие строится на включённых в состав ослабленных или убитых В., не приводящих к манифестации заболевания, но вызывающих иммунные ответы. Использование живых вакцин может представлять опасность для детей с отдельными нарушениями иммунитета и для взрослых, имеющих врожденный или приобретенный иммунодефицит из-за вероятности развития полноценной патологии.
Внедрение биотехнологий и достижений генной инженерии в вирусологию помогло начать синтезирование субъединичных вакцин, лишенных этих недостатков. В них стимулирование иммунитета запускается оболочечными вирус-белками, без включения опасного ген-материала. Этим блокируется вероятность развития болезни, даже при выраженном дефиците иммунных функций, что хорошо показано на примере вакцины от В-гепатита. А благодаря вакцинации против HPV-вируса, вызывающий рак шейки матки, стало возможным предотвратить более 60 миллионов случаев канцера в год.
Противовирусные препараты
Можно разделить на лекарства прямого или опосредованного воздействия, влияющих на процессы размножения вирионов или на белки, обеспечивавших их протекание. Часто их действие построено на внедрении в генетический вирус-набор искусственного ингредиента, что приводит к началу синтеза неактивной «бракованной» ДНК и обрыву жизненного цикла паразита. На этом основано действие самого применяемого средства — ацикловира и ламивудина, назначаемого при ВИЧ-инфекции и В-гепатите.
Другим принципом воздействия является обрывание определенных стадий, который хорошо реализован на примере большого класса фармпрепаратов, действующих на протеазу — фермент, необходимый ВИЧ-вирусу для наращивания максимальной агрессивности.
Инновации в вирусологии
Поиск эффективных методов по борьбе с вирус-инфекцией построен на новых знаниях о механизмах их жизнедеятельности, стимуляции целевого ответа иммунной системы заболевшего и обнаружении белков-маркеров для оперативной диагностики. Если не рассматривать фармпрепараты от COVID-19, разработанных на фундаменте революционной РНК-технологии, то достижения в других направлениях не менее впечатляющи.
Ярким примером может быть создание лекарства от гепатита С, самого смертоносного вирусного заболевания начала XXI века. Хроническая инфекция вирусом С-гепатита приводит к циррозу печени, часто требующему трансплантации, и возрастания риска развития рака печени. Компания Pharmasset разработала Sovaldi®, революционный препарат, который излечивает 98 процентов пациентов с С-гепатитом за 12-недельный курс лечения.
Разработки российских ученых
Универсальный подход к терапии вирусных инфекций разработан в Сеченовском Университете, который предполагает активирование антивирусной клеточной защиты, «прозевавшей» внедрение вирус-генома. В ее функции входит запуск синтеза сотен антивирусных белков, блокирующих механизм патологического копирования. Раньше с этой проблемой пытались справиться вакцинированием, высокими дозами интерферонов, что применительно к большинству инфекций, малоэффективно из-за непрерывных мутаций и эволюционирования вирионных структур.
В инновации российские ученые задействовали модификацию основных внутриклеточных антивирусных факторов с помощью генетического редактирования (целевая модернизация генов). По результатам клинических испытаний запуск лишь нескольких из них привел к снижению агрессивности протекания B и D гепатита на 80-85 %, с аналогичным эффектом и для других тяжелых вирус-инфекций.
Борьба с гриппом и ОРВИ
Существует несколько групп усовершенствованных фармпрепаратов, направленных против гриппозной инфекции и простуды:
- ингибирующие способность В. отпочковываться от клетки-хозяина, блокируя нейраминидазу — фермент, участвующий в этой реакции. Показаны против гриппа А и В через 24-48 часов после появления первых симптомов. В торговой сети носят названия: осельтамивира, занамивира, ланинамивира и т. д.;
- грипп-направленные интерфероны: Альфарон, Гриппферон, Ингарон, Виферон и т. д.;
- триггеры индукции интерферона. В торговой сети носят названия: Циклоферона, Тилорона, Кагоцела и т. д.
Рекомендованные препараты
Топ лучших антивирусных лекарств нового поколения от гриппа и простуды отпускаемых без рецепта:
- Анаферон, таблетки для рассасывания, 20 шт
- Эргоферон, таблетки для рассасывания, 20 шт.
- Кагоцел, 12 мг, таблетки, 20 шт.
- Амиксин, 125 мг, таблетки, покрытые пленочной оболочкой, противовирусное, 6 шт.
- Лавомакс Нео, 125 мг, таблетки, покрытые пленочной оболочкой, 10 шт.
Заключение
Выйдя из пандемии, человечество должно не останавливаться в борьбе с невидимым врагом и непрерывно совершенствовать меры противодействия ему. И в этом оно опирается на непрерывный прогресс медицинских биотехнологий, достижения генной инженерии. Ведь они предоставляют революционные и более эффективные способы борьбы с постоянно видоизменяющимся врагом. Вооружившись этими новыми инструментами, человечество будет готово справиться с текущими угрозами и ответить на будущие вызовы.
