Научные открытия: новый метод борьбы с коронавирусом

Научные открытия: новый метод борьбы с коронавирусом

Несмотря на 15-летнюю историю контакта с опасными коронавирусами и ожидание новых вспышек, человечество не успело разработать специфического противокоронавирусного средства . Даже более или менее испытанных терапевтических стратегий мало. Во время прежних вспышек применяли рибавирин и интерферон-альфа . Эти препараты широкого спектра действия. В случае вирусов это означает, что эффект не гарантирован, а побочные действия не вполне предсказуемы. Впрочем, рибавирин продемонстрировал эффективность против SARS-CoV , но нужны более крупные и тщательные исследования.

На животных, зараженных SARS-CoV и MERS-CoV, показал эффективность другой противовирусный препарат широкого спектра — ремдесивир, который изначально был разработан для лечения лихорадки Эбола. На сайте Национальных институтов здоровья США ( National Institutes of Health , NIH) 25 февраля появилось сообщение о начале его клинических испытаний для лечения COVID-19, которые планируется завершить к 2023 г.!

Комбинация препаратов для лечения СПИДа (ингибиторы протеазы ВИЧ) — лопинавира с ритонавиром — оказалась эффективна в эксперименте на клеточной культуре и в клинике , и именно ее китайские ведомства, ответственные за борьбу с коронавирусом, официально рекомендуют использовать для лечения COVID-19 .

Очевидно, что имеющегося арсенала крайне мало. Фармацевтическая отрасль оказалась застигнута врасплох, хотя ученые и прогнозировали появление нового коронавируса. Необходимо срочно разрабатывать новые лекарства для борьбы с инфекцией. На какие мишени они должны быть нацелены?

Рис. 3. Жизненный цикл SARS-CoV  . Его вирион проникает в клетку путем эндоцитоза: S-белок, прикидываясь «своим», связывается с ее рецептором (ACE2), затем расщепляется, вследствие чего мембраны вируса и эндосомы сливаются и РНК выходит. Геном транслируется в полипротеины (pp1a и 1ab), с помощью которых формируется копия РНК вируса и восемь мРНК-шаблонов для генерации его белков в просвете (ERGIC) между эндоплазматическим ретикулумом (ER) и аппаратом Гольджи. Вирионы собираются в цитоплазме и выходят из клетки путем экзоцитоза

Геномы коронавирусов — самые большие среди РНК-содержащих вирусов, но мало того, что размер генома SARS-CoV-2 — около 30 тыс. нуклеотидов , так у него еще и довольно сложный жизненный цикл (рис. 3). Однако сложное устройство легче «сломать», т.е. потенциальных мишеней для лекарственного воздействия в SARS-CoV-2 достаточно (рис. 4). Но лекарство должно защищать не только от текущей вспышки, но и от других инфекций, вызванных новыми разновидностями коронавирусов, которые могут появиться в любой момент. Здесь приходится включать эволюционную логику и «прицеливаться» в белки, которые в ходе эволюции у коронавирусов меняются мало (так называемые консервативные белки). Одним из таких белков является главная протеаза вируса (M^pro) — ее и используют как главную мишень для разработки антикоронавирусных лекарств .

Источник: https://zdorovecheloveka.com/stati/novyy-proryv-v-medicine-effektivnyy-sposob-borby-s-koronavirusom

Связанные вопросы и ответы:

Какие методы лечения коронавируса считаются успешными

— Какие методы терапии, по вашему мнению, являются наиболее эффективными?

— Когда мы говорим об эффективности, нужно понять, на какие контрольные точки (есть такое понятие в научном мире) влиять. Дело в том, что сейчас в информационном пространстве мы можем видеть некую неразбериху, когда одни СМИ цитируют исследования, определяющие, влияет ли тот или иной препарат на смертность (снижает или не снижает), другие — исследования, сообщающие, влияет ли тот или иной препарат на длительность и тяжесть заболевания. Результаты могут быть диаметрально противоположными, что позволяет обесценивать эффективный препарат или превозносить менее эффективный.

Если говорить об этиотропной терапии, т. е. направленной на устранение причин возникновения заболевания, которая рекомендована для применения пациентам с COVID-19 временными методическими рекомендациями Минздрава РФ, то такие препараты с известным механизмом действия, т. е. блокирующие вирусную репродукцию, у нас уже широко применяются. Это лекарства на основе фавипиравира: есть разные его вариации, в частности, мы в регионе, проводя клинические исследования, очень много работаем с «Арепливиром», который останавливает размножение вируса.

Для противовирусной терапии важна роль иммунного ответа. Существует ряд препаратов, действующих на те или иные цитокины, но говорить об эффективности здесь нужно с учётом того, в какую стадию заболевания они назначаются и с какой целью. Противовирусные препараты — это, конечно же, препараты выбора, потому что они устраняют причину болезни.

Вирус на определённом этапе болезни запускает реакцию (избыточное воспаление), и в данной ситуации необходимо уже подключать другие методики, которые позволяют управлять иммунными процессами.

Какие достижения медицины помогли разработать эффективный способ лечения COVID-19

Пандемия показала, насколько важно для медицинских работников быть готовыми к кризисам: всплески случаев COVID-19 могут привести к перегрузке больниц и нехватке лекарств и оборудования.

Несколько американских больниц в экспериментальном порядке опробовали инновационные способы прогнозирования очагов распространения COVID-19:

• Детская больница Филадельфии использует данные о погоде, чтобы отслеживать вспышки COVID-19. По мнению исследователей, чем теплее на улице, тем быстрее распространяется коронавирус. Это объясняется тем, что люди больше общаются во время прогулок, и вирус дольше остается на поверхности в теплые месяцы.
• Чикагская компания Common Spirit Health использует обезличенные данные мобильных телефонов, системы общественного здравоохранения и собственные данные, чтобы спрогнозировать изменения в спросе на медицинское обслуживание и подготовиться к росту числа пациентов с COVID-19.
• Исследователи Кливлендской клиники разработали первую модель для прогнозирования вероятности положительного результата теста на COVID-19 и исхода заболевания. Модель делает анализ на основе возраста, расы, пола, социально-экономического статуса, истории вакцинации и принимаемых лекарств.

Хотя эти инструменты не могут точно предсказать будущие всплески COVID-19 или других заболеваний, они могут проинформировать системы здравоохранения о том, чего стоит ожидать в ближайшие месяцы, и помочь больничным системам в планировании нагрузки.

С какими трудностями столкнулись ученые при разработке нового метода лечения коронавируса

После начала пандемии и первых шагов по созданию вакцины медикам и учёным-вирусологам по всему миру стало ясно, что быстро создать препарат, способствующий выработке приобретённого иммунитета против коронавируса нового типа, почти невозможно. И если с механикой распространения вируса разобрались относительно быстро, то точную "дорожную карту" фармакологического препарата более-менее изучили только сейчас. Особенность создания вакцины от такой болезни, как коронавирусная инфекция, состоит в том, что ни одна страна в мире никогда не сталкивалась с настолько агрессивным штаммом вируса.

Сложность с вакцинацией от CoVid-19 состоит в том, что вирус постоянно мутирует. В июне 2020 года, когда карантинные меры начали постепенно ослаблять, учёные из Научно-исследовательского института Скриппса обнаружили в структуре вируса новую мутацию. В его остроконечном белке вирусологи обнаружили новые "наросты" — специальные "шипы", с помощью которых вирус прикрепляется к здоровым клеткам в слизистой оболочке и поражает здорового человека. И хотя международным сообществом данные о новой мутации ещё не подтверждены, американские учёные считают, что новая мутация сделает коронавирус ещё более заразным .

Постоянные мутации — главная проблема для учёных. Именно из-за них вакцину разрабатывают "ударными темпами": чем быстрее человечество приобретёт коллективный иммунитет (в том числе благодаря переболевшим и выжившим), тем быстрее инфекция отступит, а люди вернутся к нормальной жизни.

Какие результаты показывает успешный метод борьбы с коронавирусом

Системы автономного передвижения оказались незаменимы в условиях, когда людям необходимо как можно реже выходить на улицы и максимально снизить количество социальных контактов. Первыми использовать беспилотники начали власти Китая — сначала для распыления дезинфицирующих средств в местах скоплениях людей и в общественном транспорте. Для этого использовались дроны, которые применялись для распыления пестицидов в сельском хозяйстве.

Группа активистов в Великобритании призывает местные власти тоже снять запреты, которые не позволяют распылять в воздухе химические вещества с помощью дронов. При этом эксперты отмечают, что дроны во время распыления химикатов будут находиться в более безопасном положении, чем человек, даже в специальном костюме. По словам директора по инвестициям китайского производителя дронов XAG Роберта Пирсона, один беспилотник может за день обрабатывать 600 тыс. кв. м, что эквивалентно труду 100 человек.

Дроны начали использоваться не только для распыления различных химических веществ, но и для доставки товаров и грузов. В прошлом месяце компания DJI объявила, что за несколько дней ей удалось создать систему доставки продуктов на дом дронами. Для этого компания вместе в властями страны создала летные коридоры в городах, а также провела все необходимые испытания.

Корпорация Alphabet, в которую входит Google, начала заниматься доставкой продукции с помощью дронов через свою дочернюю компанию Wing. За последние две недели дроны Wing совершили не менее 1 тыс. доставок в США, Австралии и Финляндии. Для использования этой функции покупателю необходимо просто поставить специальное приложение Wing.

При этом пандемия повлияла не только на скорость внедрения различных технологий, но и на одобрение регуляторов на тестирование новых систем. Например, власти США в рекордное время разрешили стартапу Nuro тестировать своих роботов-курьеров на дорогах общего пользования в Калифорнии.

В России беспилотники пока внедряются намного медленнее, чем в других странах. При этом недавно рабочая группа при Национальной технологической инициативе предложила мэру Москвы Сергею Собянину использовать дроны в борьбе с коронавирусом. С их помощью можно доставлять лекарства, проводить дезинфекцию и следить за скоплениями людей. При этом пока реакция властей Москвы остается неизвестной.

Помимо доставки и дезинфекции, власти многих стран занимаются патрулированием улиц с помощью дронов во время карантина или комендантского часа — от Испании до Грузии.

Какие лекарственные препараты были использованы для лечения COVID-19

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель Министра здравоохранения

Российской Федерации

А.Н. Плутницкий

ВРЕМЕННЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПРОФИЛАКТИКА, ДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ НОВОЙ КОРОНАВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ (COVID-19)

ВВЕДЕНИЕ

В конце 2019 г. в Китайской Народной Республике (КНР) произошла вспышка новой коронавирусной инфекции с эпицентром в городе Ухань (провинция Хубэй). Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) 11 февраля 2020 г. определила официальное название инфекции, вызванной новым коронавирусом, – COVID-19 («Coronavirus disease 2019»). Международный комитет по таксономии вирусов 11 февраля 2020 г. присвоил официальное название возбудителю инфекции – SARS-CoV-2.
Появление COVID-19 поставило перед специалистами здравоохранения задачи, связанные с быстрой диагностикой и оказанием медицинской помощи больным. В настоящее время продолжается интенсивное изучение клинических и эпидемиологических особенностей заболевания, разработка новых средств его профилактики и лечения. Наиболее распространенным клиническим проявлением нового варианта коронавирусной инфекции является двусторонняя пневмония (вирусное диффузное альвеолярное повреждение с микроангиопатией), у 3-4% пациентов зарегистрировано развитие острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). У части больных развивается гиперкоагуляционный синдром с тромбозами и тромбоэмболиями, поражаются также другие органы и системы (центральная нервная система, миокард, почки, печень, желудочно-кишечный тракт, эндокринная и иммунная системы), возможно развитие сепсиса и септического шока.
Рекомендации, представленные в документе, в значительной степени базируются на материалах по диагностике, профилактике и лечению COVID-19, опубликованных специалистами ВОЗ, китайского, американского и европейского центров по контролю за заболеваемостью; на анализе отечественных и зарубежных научных публикаций; на нормативно-правовых документах Правительства Российской Федерации, Минздрава России и Роспотребнадзора.
Мероприятия по предупреждению завоза и снижению рисков распространения COVID-19 на территории Российской Федерации регламентированы распоряжениями Правительства Российской Федерации: от 30.01.2020 № 140-р, от 31.01.2020 № 154-р, от 03.02.2020 № 194-р, от 18.02.2020 № 338-р, от 27.02.2020 № 447-р, от 27.02.2020 № 446-р, от 27.02.2020 № 448-р от 16.03.2020 № 635-р, от 06.03.2020 № 550-р, от 12.03.2020 № 597-р, от 14.03.2020 № 622-р, от 16 марта 2020 № 730-р, от 27 марта 2020 г. № 763-р, от 1 августа 2020 №1996-р, от 1 августа 2020 №1997-р, от 2 сентября 2020 года №2236-р, от 12 сентября 2020 №2338-р, от 20 сентября 2020 №2406-р, от 14 октября 2020 №2649-р, а также постановлениями Главного государственного санитарного врача Российской Федерации: от 24.01.2020 № 2, от 31.01.2020 № 3, от 02.03.2020 № 5, от 13.03.2020 № 6, от 18.03.2020 № 7, от 30.03.2020 № 9, от 03.04.2020 № 10, от 13.04.2020 № 11, от 22.05.2020 № 15, от 07.07.2020 г. № 18, от 13.07.2020 № 20, от 15.07.2020 № 21, от 27.07.2020 № 22, от 18.09.2020 № 27, от 16.10.2020 №31, от 13.11.2020 № 34, от 13.11.2020 № 35, от 09.04.2021 №12, от 16.04.2021 №13, от 02.07.2021 №17, от 28.07.2021 № 21, от 04.12.2021 № 34, от 21.01.2022 № 2, от 04.02.2022 № 4.

Мероприятия по недопущению распространения COVID-19 в медицинских организациях проводятся в соответствии с приказом Минздрава России от 19.03.2020 № 198н «О временном порядке организации работы медицинских организаций в целях реализации мер по профилактике и снижению рисков распространения новой коронавирусной инфекции COVID-19» (в ред. приказов Минздрава России от 27.03.2020 № 246н, от 02.04.2020 № 264н, от 29.04.2020 № 385н, от 18.05.2020 № 459н, от 29.05.2020 № 513н, от 07.07.2020 № 685н, от 27.08.2020 N 905н, от 15.09.2020 № 982н, от 01.10.2020 № 1062н, от 23.10.2020 № 1140н, от 30.10.2020 №1184н, от 04.12.2020 г. № 1288н, от 23.03.2021 № 232н, от 22.07.2021 № 792н, от 20.12.2021 № 1164н, от 13.01.2022 № 7н, от 04.02.2022 № 57н).

Методические рекомендации предназначены для руководителей медицинских организаций и их структурных подразделений, врачей-терапевтов, врачей общей практики, врачей-инфекционистов, врачей-педиатров, врачей-акушеров-гинекологов, врачей-реаниматологов отделений интенсивной терапии инфекционных стационаров, врачей скорой медицинской помощи, а также иных специалистов, работающих в сфере лабораторной и инструментальной диагностики и организации оказания медицинской помощи пациентам с COVID-19.

Каковы основные принципы действия разработанного метода лечения коронавируса

Алексей Кривошапкин, нейрохирург:

Глиобластома — одна из самых злокачественных опухолей головного мозга. Средняя продолжительность жизни людей с таким диагнозом  составляет 14 месяцев . Врачи давно изучают это агрессивное заболевание, но за последние полвека удалось продлить жизнь таким больным в среднем всего на два месяца. Тем не менее, благодаря внедрению технологий, появились пациенты-«долгожители»: три, пять, семь и даже восемнадцать лет жизни с подтвержденным диагнозом глиобластомы.

Почему с глиобластомой так трудно бороться? Потому что она развивается чрезвычайно быстро. Если выполняется лишь частичное удаление такой опухоли, операция может подстегнуть ее рост и даже сократить продолжительность жизни пациента. В настоящее время разработанные алгоритмы компьютерного зрения помогают врачам рассчитать риски математически. Благодаря этой возможности выяснилось, что если оставить опухоль после ее хирургического удаления объемом менее 2,5 кубических сантиметров, то больной достоверно проживет дольше. Остаток опухоли большего размера очень быстро перестраивается и превращается в еще более агрессивную опухоль.

Радикальное удаление опухоли — наилучший шанс для больного стать долгожителем среди людей с аналогичным диагнозом. Для максимально полного удаления новообразования нужны современные технологии. Это операционные микроскопы, оснащенные флуоресцентными блоками для определения границ злокачественной опухоли, методы нейронавигации и интраоперационной визуализации (магнитный резонанс, позитронно-эмиссионная томография).

Около двух лет назад специалисты нашей клиники запатентовали новый метод лечения пациентов с рецидивом глиобластомы. Сейчас его начинают применять нейрохирурги Европы и Америки. Суть заключается в том, что после хирургической резекции опухоли в образовавшейся полости размещают мягкий пластиковый баллон, который раздувают в соответствии с границами опухоли. Затем после контроля его позиции с помощью ультразвукового сканирования в баллон вводится источник электронного облучения. Медицинские физики могут быстро и точно рассчитать необходимую лечебную дозу. Этот метод называется баллонная электронная брахитерапия. Он не требует значительного операционного времени, безопасен для больного и медицинского персонала. Метод используется в общей онкологии. Усовершенствование технологии для нейроонкологии и внедрение методики в процесс лечения рецидива глиобластомы в рамках клинического исследования показали впечатляющие результаты, которые дают надежду пациентам на значительную прибавку в продолжительности и качестве жизни после операции.

В чем заключается основное отличие нового метода лечения от существующих

Несмотря на 15-летнюю историю контакта с опасными коронавирусами и ожидание новых вспышек, человечество не успело разработать специфического противокоронавирусного средства. Даже более или менее испытанных терапевтических стратегий мало. Во время прежних вспышек применяли антивирусные препараты широкого действияи. В случае вирусов это означает, что эффект не гарантирован, а побочные действия не вполне предсказуемы. Впрочем,продемонстрировал эффективность против SARS-CoV, но нужны более крупные и тщательные исследования .

Речь идет о клинических исследованиях, с помощью которых строго доказывают эффективность и безопасность всех лекарственных средств, прежде чем применять их на практике. Как это делается, можно прочесть в спецпроекте о клинических исследованиях.

На животных, зараженных SARS-CoV и MERS-CoV, показал эффективность другой противовирусный препарат широкого спектра —, который изначально был разработан для лечения. О старте первых клинических исследований ремдесивирав конце февраля Национальные институты здоровья США с планируемой датой окончания к 2023 году; однако сейчас таких исследований, и первые результаты вскоре должны появиться. Неплохо себя зарекомендовал и другой противовирусный препарат широкого спектра действия —(рис. 3).

Рисунок 3. Препараты, применяемые для лечения коронавирусной инфекции. а — рибавирин, б — ремдесивир, в — фавипиравир.

Комбинация препаратов для лечения СПИДа (ингибиторы протеазы ВИЧ) — лопинавира с— оказалась эффективна в эксперименте на клеточной культуре и при лечении SARS, поэтому китайские ведомства, ответственные за борьбу с коронавирусом, некоторое время официально рекомендовали использовать ее для лечения COVID-19. Впрочем, уже в марте 2020 года показали, что для людей эта комбинация неэффективна.

Очевидно, что имеющегося арсенала недостаточно. Фармацевтическая отрасль оказалась застигнута врасплох, хотя ученые и прогнозировали появление нового коронавируса. Необходимо срочно разрабатывать новые лекарства для борьбы с инфекцией. На какие мишени они должны быть нацелены?

Интересующихся фармакологией приглашаем прочесть нашу статью про « Поиск лекарственных мишеней ».

Геномы коронавирусов — самые большие среди РНК-содержащих вирусов, но мало того, что размер генома SARS-CoV-2 — около 30 тыс. нуклеотидов, так у него еще и довольно сложный жизненный цикл (рис. 4). Однако сложное устройство легче «сломать», то есть потенциальных мишеней для лекарственного воздействия в SARS-CoV-2 достаточно (рис. 5). Но лекарство должно защищать не только от текущей вспышки, но и других инфекций, вызванных другими штаммами коронавируса, которые могут появиться в любой момент. Здесь приходится включать эволюционную логику и «прицеливаться» в белки, которые в ходе эволюции коронавирусов меняются мало (так называемые консервативные мишени). Одним из таких белков является главная протеаза вируса ( Mpro ) — ее и используют как главную мишень для разработки низкомолекулярных антикоронавирусных лекарств,.

Рисунок 4. Жизненный цикл SARS-CoV. Его вирион проникает в клетку путем эндоцитоза: S-белок, прикидываясь «своим», связывается с ее рецептором (ACE2), затем расщепляется, вследствие чего мембраны вируса и эндосомы сливаются, и РНК выходит в цитоплазму. Геном транслируется в полипротеины (pp1a и 1ab), с помощью которых формируется копия РНК вируса, а также транскрибируется восемь мРНК-шаблонов для генерации его белков в просвете ( ERGIC ) между эндоплазматическим ретикулумом (ER) и аппаратом Гольджи. Вирионы собираются в цитоплазме и выходят из клетки путем экзоцитоза,,.

Рисунок 5. Наглядное изображение генома коронавируса и его структурных элементов — возможных терапевтических мишеней. Главная протеаза обозначена 3WAO .

Какие перспективы открываются перед медициной благодаря успешному методу борьбы с коронавирусом

Тем не менее коронавирусная пандемия все же продолжается по всему миру, хоть и замедлилась. И предсказать ее дальнейший сценарий ученые пока не в силах. Часть из них уверена, что впоследствии новый коронавирус займет место обычной сезонной инфекции, обостряющейся в холодное время года. Другие же специалисты считают, что сегодня мы наблюдаем некоторое затишье перед началом второй волны. Впрочем, в некоторых странах рост заболеваемости происходит уже сейчас. Так, председатель объединения немецких врачей Marburger Bund Сузанне Йона заявила, что в ФРГ уже началась вторая волна коронавируса, хотя по количеству заражений ее, к счастью, нельзя сравнить с показателями марта и апреля. Тем не менее, по словам Сузанне Йоны, число новых случаев инфицирования в стране последовательно увеличивается.

Во многих частях России ситуация на данный момент относительно стабильная, но в некоторых регионах продолжает оставаться острой. В связи с этим большинство специалистов по-прежнему весьма осторожны в дальнейших прогнозах. Например, главный внештатный специалист по инфекционным болезням Минздрава Чувашии Сергей Ефимов считает, что «для прогнозирования второй волны очень важно оценить поведение COVID-19 во время вспышки сезонных инфекций, как поведет себя вирус и будет ли новый виток эпидемии, покажет время».

О том, что опасный вирус может вскоре вернуться и в благополучные в плане заболеваемости регионы, предупредила и глава Роспотребнадзора Анна Попова , заявив, что рисков возвращения коронавирусной инфекции в России осенью достаточно.

Какое влияние окажет новый метод лечения на дальнейшее распространение коронавируса

Еще до нас ученые установили, что коронавирус имеет природные источники. Вот 2 источника, которые считаются постоянными для трех последних эпидемий, – это летучая мышь и чешуйчатый муравьед (панголин). Есть мнение, что панголин съел летучую мышь-переносчика вируса, но вероятнее всего, физически из-за своих размеров он не мог съесть саму мышь, а заглотил фекалии мышей.

Возникает закономерный вопрос, почему сами эти животные не болеют. Дело в том, что в организме летучей мыши и муравьеда одновременно присутствуют коронавирус и вирус Сендай. Вирус Сендай обнаружили 70 лет назад, он вызывает экспериментальную пневмонию и бронхит у мышей, а для человека совершенно неопасен. Выяснилось, что эти вирусы оказывают противоположное действие на интерфероновую противовирусную защиту: SARS-CoV-2 ее подавляет, а вирус Сендай, наоборот, активирует, т.е. он обладает контрдействием по отношению к коронавирусу. Такое явление называется интерференцией вирусов, противодействием одного вируса другому. Симбиоз вируса Сендай с организмом хозяина препятствует развитию коронавирусной пневмонии, способствует сохранению здоровья у животных – природных источников (резервуаров) коронавирусов.

Это является основанием для применения вируса Сендай у человека для лечения больных с COVID 19 – предотвращения развития заболевания при его инфицировании коронавирусом. Эта стратегия основана на использовании закона диалектики природы (единство и борьба противоположностей).