Ремдесивир активирует рецептор уротензина II и вызывает дисфункцию кардиомиоцитов.

В недавнем исследовании, опубликованном в биоRxiv* сервер препринтов, исследователи оценили влияние ремдесивира на сердце.

Фон

Аналоги нуклеозидов давно используются для создания противовирусных препаратов. Аналоги нуклеозидов ингибируют вирусную РНК-зависимую РНК-полимеразу (RdRp). Несколько аналогов, таких как ремдесивир, фавипиравир и молнупиравир, были одобрены для лечения коронавирусной болезни 2019 (COVID-19).

Ремдесивир, модифицированный аналог аденозина, быстро превращается в мононуклеозидную форму при внутривенном введении. Впоследствии он метаболизируется ферментами хозяина до активного трифосфатного состояния. Активный препарат является селективным и мощным ингибитором RdRp многих вирусов. Первоначально использовавшийся для лечения вируса Эбола, ремдесивир был одобрен для лечения COVID-19 в условиях пандемии.

Несмотря на то, что большинство пациентов хорошо переносят препарат, часто сообщаемые нежелательные явления включают сыпь, тошноту, головную боль и повышение активности трансаминаз. Кроме того, сообщалось о сердечно-сосудистых событиях, таких как брадикардия, гипертензия, аномалия зубца Т и удлинение интервала QT.

Ремдесивир распределяется по многим тканям, включая сердце; однако механизмы, лежащие в основе сердечно-сосудистых осложнений, остаются неизвестными.

Молнупиравир и фавипиравир использовались для лечения COVID-19. Хотя сообщалось о различных нежелательных явлениях, сердечно-сосудистых событий при применении фавипиравира или молнупиравира не зарегистрировано. Нуклеозиды или нуклеотиды также действуют как лиганды для рецепторов, связанных с G-белком (GPCR). Поскольку аналоги нуклеозидов имитируют структуры, предполагается, что они могут активировать GPCR и вызывать побочные эффекты.

Исследование и выводы

В настоящем исследовании исследователи провели крупномасштабный скрининг GPCR с использованием трех препаратов против COVID-19. Аналоги нуклеозидов подвергали скринингу в отношении 348 GPCR в анализе выделения трансформирующего фактора роста (TGF)-α. Первоначально скрининг проводили с использованием субъединиц Gα для эффективного обнаружения активации рецептора. Авторы отметили, что ремдесивир избирательно активировал рецептор уротензина II (UTS2R).

Анализ «концентрация-ответ» показал полумаксимальную эффективную концентрацию (pEC₅₀) 4,89 для ремдесивира, хотя и ниже, чем у уротензина II, эндогенного лиганда UTS2R. Интересно, что ремдесивир не индуцировал реакцию рекрутирования β-аррестина, в отличие от уротензина II, и, таким образом, являлся лигандом, зависящим от G-белка. Основные и второстепенные метаболиты ремдесивира, GS-441524 и GS-704277, не влияли на активацию UTS2R.

Дальнейшее исследование показало, что для активации рецептора требуется как нуклеозидное основание, так и часть пролекарства McGuigan ремдесивира. В силиконе структурная стыковка UTS2R и ремдесивира выявила несколько остатков в ортостерическом кармане, потенциально стабилизирующих связывание с ремдесивиром. Было обнаружено, что три остатка UTS2R (T304, N297 и M134) взаимодействуют с ремдесивиром. Замена этих остатков другими отменила активационную активность ремдесивира.

Затем клетки HEK293, экспрессирующие UTS2R, стимулировали ремдесивиром и исследовали фосфорилирование киназы регуляции внеклеточного сигнала (ERK) 1/2. Лечение ремдесивиром индуцировало длительное фосфорилирование ERK1/2 дозозависимым образом. Опосредованное ремдесивиром фосфорилирование отменялось в присутствии антагониста UTS2R.

Влияние ремдесивира на кардиомиоциты оценивали с учетом высокой экспрессии UTS2R и уротензина II в сердечно-сосудистой системе. Влияние препарата анализировали на потенциал поля (FP) с использованием человеческих кардиомиоцитов, полученных из плюрипотентных стволовых (iPS) клеток, в которых уровни UTS2R сравнимы с таковыми в сердце.

Многоэлектродный анализ показал, что клетки, обработанные ремдесивиром, демонстрировали пролонгированную продолжительность FP, которая была значительно подавлена ​​в присутствии антагониста UTS2R. Влияние препарата на сократительную способность сердца оценивали на кардиомиоцитах новорожденных крыс (NRCM). Постоянное применение ремдесивира на NRCM приводило к снижению сократительной способности, ослабленной антагонистом UTS2R.

Команда сконструировала 110 миссенс-мутантов, соответствующих однонуклеотидным вариантам человека (SNV). УТС2Р ген. Из них 44 SNV проявляли более низкую чувствительность к ремдесивиру по сравнению с рецептором дикого типа. Напротив, 47 SNV имели пониженную чувствительность к уротензину II.

Примечательно, что четыре миссенс-SNV повышали чувствительность к ремдесивиру по сравнению с диким типом. Из них два SNV имели более низкую чувствительность к уротензину II, тогда как два других имели умеренное/незначительное повышение чувствительности к уротензину II. Лица с этими мутациями могут быть более восприимчивы к кардиотоксичности, опосредованной ремдесивиром/UTS2R.

Выводы

Авторы обнаружили, что ремдесивир избирательно активирует UTS2R. Активация UTS2R уротензином II связана с сердечной дисфункцией. Таким образом, активация UTS2R ремдесивиром в культивируемых кардиомиоцитах вызывала электрические аномалии и нарушение сократительной способности, напоминающие зарегистрированные сердечные события у людей. Примечательно, что побочные эффекты были сведены на нет за счет противодействия UTS2R или блокирования нижестоящей передачи сигналов.

Полученные данные свидетельствуют о том, что клиническая доза ремдесивира была адекватной для активации UTS2R. Несмотря на вывод о том, что UTS2R активируется ремдесивиром, что приводит к кардиотоксичности, ограничением исследования является отсутствие клинических данных.

Таким образом, исследование предоставило механистическое представление о сердечных эффектах, опосредованных ремдесивиром, и обнаружило, что он действует как селективный агонист UTS2R.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.