Antivirale medicatie

Antivirale targeting Bewerken

Het algemene idee achter modern antiviraal medicijnontwerp is het identificeren van virale eiwitten, of delen van eiwitten, die kunnen worden uitgeschakeld. Deze “doelwitten” zouden in het algemeen zo veel mogelijk moeten verschillen van eiwitten of delen van eiwitten bij mensen, om de kans op bijwerkingen te verkleinen. De doelwitten moeten ook gemeenschappelijk zijn voor veel virusstammen, of zelfs voor verschillende soorten virussen in dezelfde familie, dus een enkel medicijn zal een brede effectiviteit hebben. Een onderzoeker kan zich bijvoorbeeld richten op een kritisch enzym dat door het virus wordt gesynthetiseerd, maar niet door de patiënt, dat veel voorkomt bij verschillende stammen, en kijken wat er kan worden gedaan om de werking ervan te verstoren.

Zodra doelen zijn geïdentificeerd. kunnen kandidaatgeneesmiddelen worden geselecteerd, hetzij uit geneesmiddelen waarvan bekend is dat ze de juiste effecten hebben, hetzij door de kandidaat daadwerkelijk op moleculair niveau te ontwerpen met een computerondersteund ontwerpprogramma.

De doeleiwitten kunnen in het laboratorium worden vervaardigd voor het testen met kandidaatbehandelingen door het gen dat het doeleiwit synthetiseert in bacteriën of andere soorten cellen in te brengen. De cellen worden vervolgens gekweekt voor massaproductie van het eiwit, dat vervolgens kan worden blootgesteld aan verschillende behandelingskandidaten en geëvalueerd met “snelle screening” -technologieën.

Benaderingen per viruslevenscyclusfase Bewerken

Virussen bestaan uit een genoom en soms een paar enzymen die zijn opgeslagen in een capsule van proteïne (een capside genoemd), en soms bedekt met een lipidenlaag (ook wel een “envelop” genoemd). Virussen kunnen zich niet alleen voortplanten en verspreiden zich in plaats daarvan door een gastheercel te onderwerpen om kopieën van zichzelf te maken, waardoor de volgende generatie ontstaat.

Onderzoekers die werken aan dergelijke “rationele medicijnontwerp” -strategieën voor het ontwikkelen van antivirale middelen hebben geprobeerd aan te vallen virussen in elke fase van hun levenscyclus. Sommige soorten paddenstoelen blijken meerdere antivirale chemicaliën te bevatten met vergelijkbare synergetische effecten. Verbindingen geïsoleerd uit vruchtlichamen en filtraten van verschillende paddenstoelen hebben een breed spectrum aan antivirale activiteiten, maar succesvolle productie en beschikbaarheid van dergelijke verbindingen als eerstelijns antiviraal middel is ver weg . Virale levenscycli variëren in hun precieze details, afhankelijk van het type virus, maar ze delen allemaal een algemeen patroon:

1. Hechting aan een gastheercel.
2. Afgifte van virale genen en mogelijk enzymen in de gastheercel.
3. Replicatie van virale componenten met behulp van gastheercelmachines.
4. Assemblage van virale componenten tot complete virale deeltjes.
5. Afgifte van virale deeltjes om nieuwe gastheercellen te infecteren.

Voordat de cel binnenkomtBewerken

Een antivirale strategie is om het vermogen van een virus om een doelcel te infiltreren te verstoren. Het virus moet een reeks stappen doorlopen om dit te doen, beginnend met het binden aan een specifiek “receptormolecuul” op het oppervlak van de gastheercel en eindigend met het “ontlakken” van het virus in de cel en de inhoud ervan vrijgeven. Virussen met een lipidenvelop moeten hun envelop ook versmelten met de doelcel, of met een blaasje dat ze naar de cel transporteert voordat ze zich kunnen ontkleden.

Dit stadium van virale replicatie kan op twee manieren worden geremd:

1. Middelen gebruiken die het virus-geassocieerde eiwit (VAP) nabootsen en zich binden aan de cellulaire receptoren. Dit kunnen anti-idiotypische VAP-antilichamen, natuurlijke liganden van de receptor en anti-receptor-antilichamen zijn.
2. Middelen gebruiken die de cellulaire receptor nabootsen en zich binden aan de VAP. Dit omvat anti-VAP-antilichamen, receptor-anti-idiotypische antilichamen, externe receptor en synthetische receptor-nabootsers.

Deze strategie voor het ontwerpen van medicijnen kan erg duur zijn, en aangezien het proces van het genereren van anti-idiotypische antilichamen is gedeeltelijk vallen en opstaan, het kan een relatief langzaam proces zijn totdat een geschikt molecuul is geproduceerd.

Entry inhibitorEdit

Een zeer vroeg stadium van virale infectie is virale intrede, wanneer de virus hecht zich aan en komt de gastheercel binnen. Er wordt een aantal “toegangsremmende” of “toegangsblokkerende” medicijnen ontwikkeld om hiv te bestrijden. HIV richt zich het sterkst op de witte bloedcellen van het immuunsysteem die bekend staan als “helper T-cellen”, en identificeert deze doelwitcellen door middel van T-celoppervlakreceptoren die worden aangeduid als “CD4” en “CCR5”. Pogingen om de binding van HIV met de CD4-receptor is er niet in geslaagd te voorkomen dat HIV helper-T-cellen infecteert, maar het onderzoek wordt voortgezet om de binding van HIV aan de CCR5-receptor te verstoren in de hoop dat het effectiever zal zijn.

HIV infecteert een cel via fusie met het celmembraan, waarvoor twee verschillende cellulaire moleculaire deelnemers nodig zijn, CD4 en een chemokinereceptor (verschillend afhankelijk van het celtype). Benaderingen om deze virus / celfusie te blokkeren hebben enige belofte getoond om te voorkomen dat het virus de cel binnendringt.Ten minste één van deze toegangsremmers – een biomimetisch peptide genaamd Enfuvirtide, of de merknaam Fuzeon – heeft goedkeuring van de FDA gekregen en is al enige tijd in gebruik. Mogelijk is een van de voordelen van het gebruik van een effectieve toegangsblokkerende of toegangsremmende stof dat het mogelijk niet alleen de verspreiding van het virus binnen een besmet persoon voorkomt, maar ook de verspreiding van een besmet naar een niet-geïnfecteerd individu. / p>

Een mogelijk voordeel van de therapeutische benadering van het blokkeren van virale toegang (in tegenstelling tot de momenteel dominante benadering van virale enzymremming) is dat het voor het virus moeilijker kan blijken om resistentie tegen deze therapie te ontwikkelen dan voor het virus om zijn enzymatische protocollen te muteren of te evolueren.

Uncoating inhibitorEdit

Remmers van uncoating zijn ook onderzocht.

Amantadine en rimantadine zijn geïntroduceerd om influenza te bestrijden. Deze middelen werken op penetratie en uncoating.

Pleconaril werkt tegen rhinovirussen, die verkoudheid veroorzaken, door een zak op het oppervlak van het virus te blokkeren die het uncoating-proces controleert. Deze pocket is vergelijkbaar bij de meeste stammen van rhinovirussen en enterovirussen, die diarree, meningitis, conjunctivitis en encefalitis kunnen veroorzaken.

Sommige wetenschappers beweren dat een vaccin tegen rhinovirussen, de belangrijkste oorzaak van verkoudheid Vaccins die tientallen varianten van rhinovirus tegelijk combineren, zijn effectief in het stimuleren van antivirale antilichamen bij muizen en apen, hebben onderzoekers gerapporteerd in Nature Communications in 2016.

Rhinovirussen zijn de meest voorkomende oorzaak van verkoudheid; andere virussen zoals respiratoir syncytieel virus, parainfluenzavirus en adenovirussen kunnen ze ook veroorzaken. Rhinovirussen verergeren ook astma-aanvallen. Hoewel rhinovirussen in vele varianten voorkomen, drijven ze niet in dezelfde mate af als griepvirussen. Een mengsel van 50 geïnactiveerde rhinovirus-typen zou in staat moeten zijn neutraliserende antilichamen tegen al deze typen tot op zekere hoogte te stimuleren.

Tijdens virale syntheseEdit

Een tweede benadering is om de processen te richten die het virus synthetiseren componenten nadat een virus een cel binnendringt.

Reverse transcriptionEdit

Een manier om dit te doen is om nucleotide- of nucleoside-analogen te ontwikkelen die lijken op de bouwstenen van RNA of DNA, maar de enzymen die het RNA of DNA synthetiseren zodra het analoog is opgenomen. Deze benadering wordt vaker geassocieerd met de remming van reverse transcriptase (RNA naar DNA) dan met “normale” transcriptase (DNA naar RNA).

Het eerste succesvolle antivirale middel, aciclovir, is een nucleoside-analoog en is effectief tegen herpesvirusinfecties. Het eerste antivirale geneesmiddel dat werd goedgekeurd voor de behandeling van hiv, zidovudine (AZT), is ook een nucleoside-analoog.

Een verbeterde kennis van de werking van reverse transcriptase heeft geleid tot betere nucleoside-analogen voor de behandeling van hiv-infecties. Een van deze geneesmiddelen, lamivudine, is goedgekeurd voor de behandeling van hepatitis B, dat reverse transcriptase gebruikt als onderdeel van het replicatieproces. Onderzoekers zijn verder gegaan en hebben remmers ontwikkeld die er niet uitzien als nucleosiden, maar toch reverse transcriptase kunnen blokkeren.

Een ander doelwit dat wordt overwogen voor HIV-antivirale middelen is RNase H, een component van reverse transcriptase die het gesynthetiseerde DNA van het originele virale RNA.

IntegraseEdit

Een ander doelwit is integrase, dat het gesynthetiseerde DNA in het gastheercelgenoom integreert.

TranscriptionEdit

Zodra een virusgenoom operationeel wordt in een gastheercel, genereert het boodschapper-RNA (mRNA) -moleculen die de synthese van virale eiwitten aansturen. De productie van mRNA wordt geïnitieerd door eiwitten die bekend staan als transcriptiefactoren. Er worden nu verschillende antivirale middelen ontwikkeld om de hechting van transcriptiefactoren aan viraal DNA te blokkeren.

Translation / antisenseEdit

Genomics heeft niet alleen geholpen bij het vinden van doelen voor veel antivirale middelen, het heeft ook de basis gelegd voor een geheel nieuw type medicijn, gebaseerd op “antisense” moleculen. Dit zijn segmenten van DNA of RNA die zijn ontworpen als complementair molecuul voor kritische secties van virale genomen, en de binding van deze antisense-segmenten aan deze doelwitsecties blokkeert de werking van die genomen. Er is een fosforothioaat-antisense-medicijn geïntroduceerd, fomivirsen genaamd, dat wordt gebruikt voor de behandeling van opportunistische ooginfecties bij AIDS-patiënten veroorzaakt door cytomegalovirus, en andere antisense-antivirale middelen zijn in ontwikkeling. Een antisense structuurtype dat in onderzoek bijzonder waardevol is gebleken, is morfolino-antisense.

Morpholino-oligos zijn gebruikt om experimenteel veel virale typen te onderdrukken:

• calicivirussen
• flavivirussen (inclusief WNV)
• dengue
• HCV
• coronavirussen

Vertaling / ribozymesEdit

Nog een andere antivirale techniek geïnspireerd door genomics is een reeks op medicijnen gebaseerde op ribozymen, dit zijn enzymen die viraal RNA of DNA op geselecteerde plaatsen uit elkaar snijden. In hun natuurlijke loop worden ribozymen gebruikt als onderdeel van de virale productiesequentie, maar deze synthetische ribozymen zijn ontworpen om RNA en DNA te knippen op plaatsen die ze uitschakelen.

Een ribozym-antiviraal middel om hepatitis C te behandelen heeft voorgesteld, en antivirale middelen voor ribozym worden ontwikkeld om met HIV om te gaan. Een interessante variatie op dit idee is het gebruik van genetisch gemodificeerde cellen die op maat gemaakte ribozymen kunnen produceren. Dit maakt deel uit van een bredere poging om genetisch gemodificeerde cellen te maken die in een gastheer kunnen worden geïnjecteerd om pathogenen aan te vallen door gespecialiseerde eiwitten te genereren die virale replicatie in verschillende fasen van de virale levenscyclus blokkeren.

Eiwitverwerking en -targeting

Interferentie met post-translationele modificaties of met het richten van virale eiwitten in de cel is ook mogelijk.

Proteaseremmers Bewerken

Sommige virussen bevatten een enzym dat bekend staat als een protease die virale eiwitketens uit elkaar snijdt zodat ze in hun uiteindelijke configuratie kunnen worden geassembleerd. HIV omvat een protease, en daarom is er veel onderzoek gedaan om “proteaseremmers” te vinden om HIV in die fase van zijn levenscyclus aan te vallen. Proteaseremmers kwamen in de jaren negentig op de markt en zijn effectief gebleken, hoewel ze ongebruikelijke bijwerkingen kunnen hebben, bijvoorbeeld de vorming van vet op ongebruikelijke plaatsen. Verbeterde proteaseremmers zijn nu in ontwikkeling.

Proteaseremmers zijn ook in de natuur gezien. Een proteaseremmer werd geïsoleerd uit de Shiitake-paddenstoel (Lentinus edodes). De aanwezigheid hiervan kan de waargenomen antivirale activiteit van de Shiitake-paddenstoel in vitro verklaren.

Long dsRNA helix targeting Edit

De meeste virussen produceren lange dsRNA-helices tijdens transcriptie en replicatie. In tegenstelling, niet-geïnfecteerd zoogdiercellen produceren over het algemeen dsRNA-helices van minder dan 24 basenparen tijdens transcriptie. DRACO (dubbelstrengs RNA-geactiveerde caspase-oligomerisator) is een groep van experimentele antivirale geneesmiddelen die oorspronkelijk zijn ontwikkeld aan het Massachusetts Institute of Technology. In celkweek werd gemeld dat DRACO breed-spectrum werkzaamheid tegen vele infectieuze virussen, waaronder dengue flavivirus, Amapari en Tacaribe arenavirus, Guama bunyavirus, H1N1 influenza en rhinovirus, en werd bovendien effectief bevonden tegen influenza in vivo bij gespeende muizen. Er werd gerapporteerd dat het selectief snelle apoptose induceert bij virussen. geïnfecteerde zoogdiercellen, terwijl de niet-geïnfecteerde cellen ongedeerd blijven DRACO bewerkstelligt celdood via een van de laatste stappen in de apoptose route waarin complexen die intracellulaire apoptose-signaalmoleculen bevatten, gelijktijdig meerdere procaspasen binden. De procaspases transactiveren via splitsing, activeren extra caspases in de cascade en splitsen een verscheidenheid aan cellulaire eiwitten, waardoor de cel wordt gedood.

AssemblyEdit

Rifampicine werkt in de assemblagefase.

Release phaseEdit

De laatste fase in de levenscyclus van een virus is de release van voltooide virussen uit de gastheercel, en deze stap is ook het doelwit van ontwikkelaars van antivirale geneesmiddelen. Twee geneesmiddelen genaamd zanamivir (Relenza) en oseltamivir (Tamiflu) die onlangs zijn geïntroduceerd om griep te behandelen, voorkomen het vrijkomen van virusdeeltjes door een molecuul genaamd neuraminidase te blokkeren dat wordt aangetroffen op het oppervlak van griepvirussen en die ook constant lijkt te zijn over een breed scala aan griepstammen.

Stimulatie van het immuunsysteem Bewerken

In plaats van virussen rechtstreeks aan te vallen, is een tweede categorie van tactieken voor het bestrijden van virussen het aanmoedigen het immuunsysteem van het lichaam om ze aan te vallen. Sommige antivirale middelen van dit soort richten zich niet op een specifieke ziekteverwekker, maar stimuleren in plaats daarvan het immuunsysteem om een reeks ziekteverwekkers aan te vallen.

Een van de bekendste hiervan klasse van geneesmiddelen zijn interferonen, die de virale synthese in geïnfecteerde cellen remmen. Een vorm van menselijk interferon genaamd interferon alfa is goed ingeburgerd als onderdeel van de standaardbehandeling voor hepatitis B en C, en andere interferonen worden ook onderzocht als behandelingen voor verschillende ziekten.

Een meer specifieke benadering is het synthetiseren van antilichamen, eiwitmoleculen die kunnen binden aan een pathogeen en deze kunnen markeren voor aanval door andere elementen van het immuunsysteem. Zodra onderzoekers een bepaald doelwit op de ziekteverwekker hebben geïdentificeerd, kunnen ze hoeveelheden identieke “monoklonale” antilichamen synthetiseren om dat doelwit te koppelen.Er wordt nu een monoklonaal medicijn verkocht om het respiratoir syncytieel virus bij babys te helpen bestrijden, en antilichamen die zijn gezuiverd van geïnfecteerde personen worden ook gebruikt als een behandeling voor hepatitis B.