Как изучение молекулярной структуры коронавируса поможет создать лечение

Понимание точной формы и структуры вируса SARS-CoV-2 на молекулярном уровне — ключевой шаг для разработки лекарств. Этот подход уже использовался для создания противогриппозных препаратов осельтамивира и занамивира (Тамифлю и Реленза).

Текущие подходы к лечению COVID-19

• Исследуются существующие препараты, такие как противомалярийный хлорохин и противовирусный ремдесивир (они не одобрены для лечения COVID-19).
• Разрабатываются терапии на основе антител переболевших людей.
• Ведутся попытки создать вакцину (на основе генетического материала или синтетических вирусных белков).
• Для долгосрочной стратегии необходимы новые препараты, специфичные для SARS-CoV-2.

Роль структурной биологии

Структурная биология позволяет "увидеть" наноразмерные молекулы (ДНК, РНК, белки) с помощью методов, таких как рентгеновская кристаллография и криоэлектронная микроскопия.

Уже через недели после расшифровки генома SARS-CoV-2 ученые визуализировали его ключевые белки:

• S-белок ("шип") — помогает вирусу проникать в клетку.
• Ферменты репликации, включая основную протеазу — привлекательная мишень для лекарств.

Как данные о структуре помогают в разработке

Ученые ищут в вирусных белках полости, куда может поместиться малая молекула (потенциальный препарат). Метод структурного дизайна лекарств позволяет улучшать "посадку" молекулы, чтобы она блокировала работу белка, как "гаечный ключ в механизме".

Знание структуры S-белка — прорыв для разработки вакцин и терапий. Уже планируется использовать его стабилизированную версию для скрининга антител переболевших.

Открытый доступ к данным

Современные технологии (робототехника, вычислительные мощности) ускорили получение структурных данных. Вся информация публикуется в открытых базах данных:

• Protein Data Bank (PDB)

• Electron Microscopy Data Bank (EMDB)

Это позволяет ученым по всему миру изучать биологию SARS-CoV-2 и искать лучшие способы создания новых методов лечения.