Coronavirus: verschillende kandidaat-geneesmiddelen voor medicijnen tegen SARS-CoV-2 gevonden

In een uitgebreide röntgenscreening identificeerde een onderzoeksteam veelbelovende kandidaten voor medicijnen tegen het SARS-CoV-2-coronavirus. (Afbeelding: Ahmet Aglamaz / stock.adobe.com)

SARS-CoV-2: Veelbelovende kandidaten voor coronamedicijnen

In tegenstelling tot vaccins, die gezonde mensen helpen zich te kunnen verdedigen tegen het coronavirus SARS-CoV-2, zoekt geneesmiddelenonderzoek naar medicijnen die de reproductie van het virus in het lichaam van zieke mensen vertragen of stoppen. Een onderzoeksteam heeft nu verschillende kandidaten geïdentificeerd voor actieve ingrediënten tegen het nieuwe virus.

'

Over de hele wereld wordt onderzoek gedaan naar medicijnen die kunnen helpen tegen de ziekte COVID-19 veroorzaakt door het SARS-CoV-2 coronavirus. Tegelijkertijd wordt ook onderzocht welke rol bekende werkzame stoffen kunnen spelen tegen het virus. Een deel daarvan is volgens de onderzoekers inmiddels veelbelovend gebleken.

Bijna 6.000 actieve ingrediënten getest

Zoals de Duitse Electron Synchrotron DESY, een onderzoekscentrum van de Helmholtz Association, in een actueel persbericht meldt, heeft een onderzoeksteam van DESY's zeer briljante röntgenlichtbron PETRA III verschillende kandidaten geïdentificeerd voor actieve stoffen tegen het coronavirus SARS-CoV- 2. Ze binden zich aan een belangrijk eiwit van het virus en zouden dus de basis kunnen zijn voor een medicijn tegen COVID-19.

In een zogenaamde röntgenscreening testten de onderzoekers onder leiding van DESY bijna 6.000 werkzame stoffen die al beschikbaar waren voor de behandeling van andere ziekten. Na het meten van ongeveer 7.000 monsters, konden de wetenschappers in totaal 37 stoffen identificeren die binden aan het belangrijkste protease (Mpro) van het SARS-CoV-2-virus.

Zeven van deze stoffen remmen de activiteit van het eiwit en vertragen zo de replicatie van het virus. Twee van hen doen dit zo veelbelovend dat ze momenteel verder worden onderzocht in preklinische studies.

Bovendien onthulde wat waarschijnlijk de grootste screening op actieve ingrediënten van dit type is, een nieuwe bindingsplaats op het belangrijkste protease van het virus, waaraan geneesmiddelen kunnen koppelen.

De resultaten van de onderzoekers zijn gepubliceerd in het gerenommeerde vakblad "Science".

Virussen kunnen zich niet alleen vermenigvuldigen

In tegenstelling tot vaccins, die gezonde mensen helpen zich te verdedigen tegen het virus, zoekt het geneesmiddelenonderzoek naar medicijnen die de groei van het virus bij zieke mensen vertragen of stoppen.

Virussen kunnen zich niet alleen vermenigvuldigen, maar introduceren in plaats daarvan hun eigen genetisch materiaal in de cellen van hun gastheer en zorgen ervoor dat ze nieuwe virussen produceren. Eiwitten zoals het belangrijkste protease van de ziekteverwekker spelen hierbij een belangrijke rol.

Dit knipt eiwitketens, die volgens de blauwdruk van het virusgenoom door de gastheercel zijn gemaakt, in kleinere delen die nodig zijn voor de vermenigvuldiging van het virus. Als het hoofdprotease geblokkeerd is, kan de cyclus worden onderbroken; het virus kan zich niet meer vermenigvuldigen en de infectie is overwonnen.

Goedgekeurde actieve ingrediënten

Zoals uitgelegd in de aankondiging, is de P11-straalgeleiding van DESY's onderzoekslichtbron PETRA III gespecialiseerd in structureel biologisch onderzoek. Hier kan de driedimensionale ruimtelijke structuur van eiwitten met atomaire precisie worden weergegeven.

De onderzoekers onder leiding van DESY-natuurkundige Alke Meents gebruikten dit om enkele duizenden bekende werkzame stoffen uit een bibliotheek van het Fraunhofer Institute for Translational Medicine and Pharmacology en een andere van het Italiaanse bedrijf Dompé Farmaceutici SpA te onderzoeken om te bepalen of en hoe ze "aanmeren" aan de belangrijkste protease “- de eerste belangrijke stap om ze te blokkeren.

Het actieve ingrediëntmolecuul past in een bindingscentrum van het protease - als een sleutel in een slot. Het voordeel van de actieve ingrediëntenbibliotheek is dat de actieve ingrediënten al zijn goedgekeurd voor de behandeling van mensen of zich momenteel in verschillende testfasen bevinden.

Daarom zouden geschikte kandidaten voor de bestrijding van SARS-CoV-2 veel sneller in klinische onderzoeken kunnen worden gebruikt, wat maanden of jaren aan geneesmiddelontwikkeling bespaart.

Tot nu toe onbekende bindingsplaats gevonden

Volgens de informatie omvat de speciale technische uitrusting op het PETRA III-station P11 een volautomatische monsterwisseling met een robotarm, zodat elk van de meer dan 7.000 metingen slechts ongeveer drie minuten duurde. Met behulp van een geautomatiseerde data-analyse konden de wetenschappers snel het kaf van het koren scheiden.

"Met behulp van een high-throughput-proces konden we in totaal 37 actieve stoffen vinden die binden aan het belangrijkste protease", legt Meents uit, die de experimenten startte.

In een volgende stap onderzochten de onderzoekers van het Bernhard Nocht Instituut voor Tropische Geneeskunde of deze actieve ingrediënten virusreplicatie in celculturen remmen of zelfs voorkomen, en hoe compatibel ze zijn met de gastheercellen. Het aantal geschikte actieve ingrediënten werd teruggebracht tot zeven, waarvan er twee in het bijzonder opvielen.

“De actieve ingrediënten calpeptine en pelitinib vertoonden duidelijk de hoogste antiviraliteit met een goede celtolerantie. Onze samenwerkingspartners zijn daarom al begonnen met preklinische studies met deze twee actieve ingrediënten ", legt DESY-onderzoeker Sebastian Günther uit, eerste auteur van de publicatie "Science".

Bij hun actieve ingrediëntscreening met behulp van eiwitkristallografie onderzochten de onderzoekers niet zoals gebruikelijk fragmenten van potentiële actieve ingrediënten, maar complete moleculen van actieve ingrediënten. Daarbij ontdekte het team ook iets totaal onverwachts: ze vonden een bindingsplaats op de hoofdprotease die voorheen volledig onbekend was.

“Het was niet alleen een positieve verrassing dat we een nieuwe bindingsplaats voor geneesmiddelen op de belangrijkste protease konden ontdekken - een resultaat dat eigenlijk alleen kan worden bereikt met een synchrotron-lichtbron zoals PETRA III - maar dat een van de twee hete kandidaat-geneesmiddelen richten zich er zelfs op Betzel van de Cluster of Excellence CUI aan de Universiteit van Hamburg, mede-initiatiefnemer van de studie.

“Een bijzonder sterk punt van onze röntgenscreeningmethode in vergelijking met andere screeningsmethoden is dat we hierdoor de driedimensionale structuur van de eiwit-actieve ingrediëntcomplexen ontvangen en zo de binding van de actieve ingrediënten aan het eiwit op een atomair niveau. Zelfs als de twee meest veelbelovende kandidaten de klinische studies niet halen, vormen de 37 stoffen die zich binden aan de belangrijkste protease op basis hiervan een waardevolle database voor medicijnontwikkelingen”, zegt Patrick Reinke, DESY-onderzoeker en co-auteur van de publicatie.

"De onderzoeken bij PETRA III laten op indrukwekkende wijze zien hoe relevant synchrotron-lichtbronnen met een hoge helderheid zijn voor de ontwikkeling van toekomstig geneesmiddelen- en gezondheidsonderzoek als geheel", benadrukt Helmut Dosch, voorzitter van de raad van bestuur van DESY. "We moeten en willen onze infrastructuur in de toekomst nog verder uitbreiden om dergelijke gezondheidscrises het hoofd te bieden." (Advertentie)

Tags:  Advertorial Symptomen Hausmittel