Метод для поиска противовирусных препаратов
Исследователи из Университета Уппсалы и Каролинского института представили новый подход для скрининга, который фокусируется на выявлении вирус-специфичных изменений (морфологических профилей) в заражённых клетках. Метод использует модифицированную версию протокола Cell Painting — стандартного анализа, применяющего коктейль флуоресцентных реагентов для окрашивания нескольких клеточных компартментов.
В одном анализе, сочетающем Cell Painting с антительным детектированием вирусной инфекции на уровне отдельных клеток, учёные не только подтвердили противовирусный эффект известных референсных препаратов, но и выявили новые соединения как потенциальные противовирусы. Метод включает конвейеры анализа изображений и данных с использованием популярного ПО CellProfiler, которые исследователи сделали открыто доступными.
Большинство современных методов поиска противовирусных препаратов сосредоточены на эффектах лекарств на сам вирус, его белки или ферментативную активность, часто пренебрегая последствиями для клеток-хозяев.
«Это проблема, поскольку потенциальная токсичность, влияющая на общую физиологию клеток-хозяев, может маскировать эффекты как вирусной инфекции, так и кандидатов в лекарства. С нашим методом, напротив, мы можем оценить общее состояние клеток-хозяев и параллельно выявить противовирусные свойства соединений», — говорит старший автор работы Йорди Каррерас-Пуигверт.
«Мы модифицировали протокол Cell Painting, объединив его с вирус-специфичным антительным окрашиванием. Это позволило нам с высокой точностью отбирать заражённые вирусом клетки и даже соотносить морфологические профили с уровнями вирусного белка в каждой клетке», — говорит первый автор Йонне Ритдейк.
Исследователи показали, что их метод успешно фиксирует фенотипические сигнатуры, индуцированные вирусом, в инфицированных человеческим коронавирусом фибробластах лёгкого человека. Они также продемонстрировали, что метод можно использовать в фенотипическом скрининге лекарств на панели из девяти противовирусов, нацеленных на хозяина или вирус, и что эффективные соединения возвращали морфологический профиль клеток-хозяев к незаражённому состоянию.
«Мы предполагаем, что наш ненаправленный подход, с минимальными корректировками предоставленного конвейера анализа изображений, позволит использовать его в других приложениях с различными (происходящими от человека) клеточными линиями и разными вирусами», — говорит Йонне Ритдейк.
«Мы видим два основных применения метода: скрининг уже доступных медицинских препаратов для их перепрофилирования в противовирусы и скрининг действительно новых соединений. Поскольку мы создаём специфичные для соединения сигнатуры, мы можем сравнивать их с набором сигнатур, извлечённых из соединений с известным механизмом действия, тем самым потенциально идентифицируя мишень нового соединения, в данном случае противовирусного», — говорит Йорди Каррерас-Пуигверт.