Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineeringの研究者は、物理学駆動型のモデリングを使用して、さまざまなコロナウイルスを標的とすることができる広範なスペクトル薬を開発しました。
WYSS Instituteの木曜日の声明によると、研究者は引き続き薬の有効性をテストし、オフターゲット効果の可能性を排除しますが、この化合物は「将来の呼吸パンデミクスと戦うための大きな可能性」を保持しています。
「私たちの調査結果は非常に説得力があり、ウイルスの発生に対処するための新しい道を開きます」と、元WYSS研究所のプリンシパル科学者チャールズ・ライリーはプレスリリースで書いています。
Reillyは、Wyssの設立ディレクターであるDonald E. Ingberでプロジェクトを率いました。
「予防的治療としてでさえ、複数のコロナウイルスを広く阻害する口頭で利用可能な薬物を目指すことにより、私たちは意図的に最大高さにバーを設定しました」とハーバード医学部の教授であり、工学および応用科学部の教授であるイングバーは木曜日のプレスリリースで書いています。
研究者は、潜在的な抗ウイルス剤として、現在癌治療として臨床的にテストされている化合物であるBemcentinibを特定しました。彼らはこの薬を「発射台」として使用して、幅広いコロナウイルスに対してより具体的かつ効果的であると言う化合物であるWys-694を開発しました。
最初のCovid-19パンデミックの高さから数年後でさえ、ウイルスは抗ウイルス薬治療に抵抗するために変異し続け、オミクロンやデルタのようなバリアントやサブバリアントの発生を引き起こします。コロナウイルスは、すべての呼吸器感染の30％の原因であり、広範な病気や発生につながり、よりアクセスしやすい治療の必要性を強調しています。
プレスリリースでは、WYSS研究所は、予防ワクチンへのアクセスは不平等であり、ワクチンのためらいが採用が遅くなる可能性があるため、新しい治療法は特に重要であると述べました。
既存の抗ウイルス薬とワクチンがありますが、これらの治療へのアクセスは制限される可能性があると研究者は言いました。 PaxlovidやLagevrioのような他の広範なコロナウイルス治療は、2023年に最初に市場に登場しましたが、標的とするウイルスの範囲はより限られています。
このため、研究チームは、WYS-694のような新しい治療法を見つけることは、迅速に作用し、簡単に分布し、複数の呼吸器コロナウイルスに対して効果的である可能性があると述べました。
チームは、従来の物理学ベースのモデリングとAI強化と映画業界のアニメーションソフトウェアを組み合わせて、分子をモデル化するためのハイブリッドアプローチで新しい化合物を特定しました。
BlenderやAutodeskなどのアニメーションソフトウェアは、映画業界でグラフィックスとモデルの相互作用をレンダリングするためにしばしば使用されます。これは、研究者が分子相互作用を視覚化およびシミュレートするために再利用した機能です。
Ingberは、Reillyを分子モデリングにアニメーションソフトウェアを使用した背後にある「頭脳」として賞賛しました。ライリーは、ロードオブザリングの三部作のプロデューサーであるピータージャクソンで働いたとき、アニメーションを学びました、とイングバーは言いました。
「彼が最初にアプローチを組み合わせた論文がありました。アニメーション業界のパイプラインと科学的なソフトウェアを持っていました」とイングバーは木曜日のインタビューで述べました。
「それは完全に彼の革新です」とイングバーは付け加えました。
研究者チームがWYS-694のインスピレーションとなる薬を見つけることができるのは、映画製作のテクニックに由来する計算モデルでした。
遺伝物質をヒト細胞に伝達し、症状を引き起こすために、コロナウイルスは宿主細胞にラッチし、細胞膜の部分を融合する必要があります。薬物は、ウイルスが宿主細胞と融合するのを防ぐことにより、そのプロセスをブロックできます。
コロナウイルス薬を開発するための多くの取り組みは、ウイルスのスパイクタンパク質の外部領域に焦点を当てており、宿主細胞に結合しています。しかし、これらの地域は、治療やワクチンの標的を標的とすることが多いため、より速く変異する可能性があります。つまり、既存の薬は時間の経過とともに有効性を失う可能性があります。
代わりに、WYSS Instituteチームは、ウイルスのスパイクタンパク質の通常隠された領域に結合する薬物を作成することを目指していました。それには、ウイルスが細胞と結合し、細胞膜を融合する準備をするときにウイルスが受ける分子変化の複雑なシミュレーションが必要でした。そして、修正されたアニメーションソフトウェアは、タスクに適したものであることが証明されました。
その後、研究者は約10,000の既存の薬物をスクリーニングして、選択したサイトに最適な薬物を見つけました。フィルタリングして口頭で利用可能な治療に焦点を合わせた後、彼らの勝者はBemcentinibでした。薬化学者のジョエル・D・ムーアは、同様の特性を持つ新規化合物Wys-633を開発しました。
より多くの化学作業、AIモデリング、およびin vitroテストの後、チームはより強力なWYS-694化合物を開発し、COVID-19を引き起こすウイルスであるSARS-COV-2に感染したマウスでそれをテストしました。新しい化合物は、マウスのウイルス量を4倍減少させました。
化合物自体の発達は重要ですが、 Ingberはプレスリリースで、彼らの研究で使用された技術的アプローチが「非常に強力であることが証明されている」と書いた。
「将来の呼吸器のパンデミクスで有用な有望な新薬を生産するだけでなく、このアプローチは、インフルエンザ、HIV、エボラ、麻疹などを含む膜融合タンパク質を利用する他の多くのウイルスファミリーに対して薬物の発見の大きな可能性を秘めています」とIngberは書いています。
– スタッフライターのMegan L. Blonigenは、[email protected]で連絡できます。 Xで彼女に従ってください @meganblonigen。
– スタッフライターのローレルM.シュガートは、[email protected]で連絡できます。 xでフォローしてください @laurelmshugart。
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