Исследование предлагает стратегию системной биологии для облегчения поиска эффективных лекарств от COVID-19

Исследовательская группа под руководством Кливлендской клиники использовала искусственный интеллект, чтобы наметить сотни способов взаимодействия вируса, вызывающего COVID-19, с инфицированными клетками. Благодаря этому анализу они выявили потенциальные лекарства от COVID-19 среди тысяч препаратов, уже одобренных FDA для других видов лечения.

Исследование было сосредоточено на терапии, нацеленной на хозяина, которая действует иначе, чем другие противовирусные препараты, нарушая механизмы, используемые вирусами для размножения и выживания, а не просто блокируя определенные белки внутри клетки. Исследование, опубликованное в Природная биотехнология, представляет сеть, называемую «интерактом», взаимодействия между белками вируса COVID-19 и белками клетки-хозяина.

Это исследование основано на существующих данных с использованием дополнительных методов молекулярного анализа, подтвердив более 200 взаимодействий и обнаружив 361 новое.

Здание комплексная сетевая помощь в нацеливании на важные белок-белковые взаимодействия, а не только на белки внутри вируса, предлагая многообещающие подходы к нацеливанию на хозяина для COVID-19 и будущих пандемий. Существующие лекарства можно использовать в качестве многоцелевого лечения, воздействуя на пути, которые вирусы используют для заражения человеческого тела и выживания».

Фейсюн Ченг, доктор медицинских наук, младший сотрудник Института геномной медицины

Когда в 2020 году COVID-19 превратился в пандемию, ученые создали начальные наборы этих взаимодействий, чтобы помочь понять, как вирус проникает в клетки-хозяева, размножается и избегает иммунного ответа.

Примером новых результатов является физическое взаимодействие между ORF3a, вирусным белком, ответственным за гибель клеток и подавление иммунитета, и ZNF579, человеческий белок, связанный с клеточной генетической транскрипцией. Нарушенные регуляции клетки с более высокими уровнями ORF3a показали более низкие уровни ZNF59потенциально иллюстрируя способ выживания вируса за счет изменения основных функций инфицированных клеток, пишут авторы.

После создания интерактома и подтверждения того, что он выявил взаимодействия, не показанные в предыдущих исследованиях, исследователи изложили стратегию скрининга существующих лекарств как потенциальных методов лечения, нацеленных на хозяина.

В ходе исследования было выявлено 23 препарата со значительной «сетевой близостью» или насколько тесно мишени для лекарств были связаны с путями между вирусом и клетками-хозяевами, идентифицированными в интерактоме. Авторы пишут, что некоторые из этих препаратов уже идентифицированы как нарушающие процессы вируса COVID-19 или уже изучаются в клинических испытаниях, которые подтверждают, что интерактом является действенным инструментом для выявления полезных лекарств.

Исследователи определили два препарата от гипертонии, карведилол и гидрохлоротиазид, в качестве потенциальных противовирусных средств. Серпил Эрзурум, доктор медицинских наук, главный научный сотрудник Кливлендской клиники и руководитель исследовательской группы COVID-19 Кливлендской клиники, ранее тестировал карведилол (бета-блокатор, используемый для лечения высокого кровяного давления и предотвращения сердечной недостаточности) в клиническом испытании легочных заболеваний. гипертония.

Исследование, соавтором которого является доктор Эрзурум, показало, что карведилол был связан со снижением риска COVID-19 на 17% в данных о пациентах электронной системы медицинских карт клиники Кливленда. Следующим шагом будет проверка карведилола с помощью большего количества доклинических моделей или даже клинических испытаний.

«Наше исследование представляет собой мощную стратегию системной биологии для облегчения поиска эффективного лечения COVID-19 и будущих пандемий», — говорит доктор Ченг.

Яди Чжоу, доктор философии, старший научный сотрудник, и Юань Хоу, доктор философии, научный сотрудник, оба сотрудники лаборатории Ченга, являются соавторами этого исследования, которое было частично поддержано Национальными институтами здравоохранения (NIH). .

Д-р Эрзурум и Лара Джехи, доктор медицинских наук, директор по информационным исследованиям Кливлендской клиники, являются соавторами этого исследования. Исследование было проведено в сотрудничестве с Хайюанем Ю (соавтором этого исследования), доктором философии, профессором Тишского университета, факультета вычислительной биологии, Института клеточной и молекулярной биологии Вейля, Корнельского университета, и другими сотрудниками из нескольких учреждений.