Коронавирус. Блеск и нищета высоких технологий
https://стопкоронавирус.рф/ai/doc/10/attach/10.jpg
О прогресса в разработке вакцины от коронавируса с научной точки зрения.
Коронавирус. Блеск и нищета высоких технологий.
Слов нет «высокие биомедицинские технологии» впечатляют. Их «беспредельные» возможности активно используются СМИ для поддержания «градуса сенсационности». Высокие технологии – «любимчики» тех, кто принимает решения в области здравоохранения. По крайней мере, до недавнего времени было так. «Оптимизация здравоохранения» тому свидетельство. У этой проблемы есть много измерений. Мой блог ограничен биомедицинской тематикой. Попробую на конкретном примере объяснить, что я имею в виду говоря о блеске и нищете высоких технологий.
Несколько дней назад в Nature была опубликована статья наглядно демонстрирующая могущество («блеск») высоких технологий. У этой статьи 125 соавторов. Что же сделал это «небольшой» коллективчик? В геноме SARS-CoV-2 есть 14 генов (точнее, Orfs – «открытых рамок считывания» – open reading frames). Некоторые из них кодируют полипротеины, которые «нарезаются» на индивидуальные белки. Всего известно 29 белков этого вируса. 26 из них были проклонированы и экспессированы в человеческих клетках. Далее каждый из этих вирусных белков был очищен, но не сам по себе а в комплексе с клеточными белками, которые с ним взаимодействуют (связываются в большей или меньшей степени). Затем клеточные белки, взаимодействующие с каждым белком, были идентифицированы. Всего было выявлено 332 взаимодействия «вирусный белок-клеточный белок». Далее каждое из этих взаимодействий было проанализировано в контексте известных метаболических путей и фармакологических воздействий. Это позволило идентифицировать 66 человеческих белков, которые являются известными мишенями для фармакологических воздействий. Среди химических соединений, способных влиять на эти белки было 29 препаратов одобренных FDA для использования на человека, 12 препаратов, которые сейчас проходят клинические испытания (по показаниям ничего общего не имеющим с COVID-19) и 28 соединений, находящихся на стадии доклинических испытаний (тоже по показаниям ничего общего не имеющим с COVID-19). Большая часть из этих 69 соединений была протестирована на способность тормозить репликацию SARS-CoV-2 in vitro. Оказалось, что некоторые соединения имеют достаточно высокую противовирусную активность in vitro. Я намеренно не перечисляю эти препараты. Это не столь важно для сути, которую я хочу донести. Желающие узнать детали могут посмотреть оригинал статьи здесь: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2286-9
Впечатляющая работа. Триумф высоких технологий! Поверьте, их было использовано предостаточно. Так в чем же дело? Почему помимо «блеска» в заглавии «нищета»? Давайте поразмыслим – а что дальше? Можно ли эти препараты сразу применить для лечения больных COVID-19? Между прочим, один из них это галоперидол. Спросите у знакомого психиатра что это такое. Или посмотрите в Википедии. Конечно нельзя. Теоретически, некоторые из них (уже одобренные FDA) можно начать пробовать в рамках клинических испытаний. Но клинических испытаний по COVID-19 уже проводится более полутысячи. В них уже испытываются десятки препаратов и ещё десятки (если не сотни) препаратов имеют такую же противовирусную активность in vitro. Таким образом, единственным достижением этой работы (не считая технологических) является пополнение и так достаточно длинного списка препаратов и химических соединений, которые обладают противовирусной активностью in vitro. По крайней мере это так в кратко- и средне- срочной перспективе.
“Узкое звено» это клиническое испытание эффективности. Оно как было так и есть и пополнение списка «перспективных соединений» никак не влияет на пропускную способность этого звена. А применительно к COVID-19 эта область уже перегружена, от чего качество испытаний страдает. В более общем плане – как бы ни были инновационны и впечатляющи высокие био- и инфо- технологии, но в конечном счете, всё что они предлагают становится лекарством или вакциной только если эффективность доказана в адекватно отконтролированных клинических испытаниях. И высокие технологи этого, по крайней мере пока, изменить не могут.
https://prof-afv.livejournal.com/16057.html – цинк
* * *
Терапия антикоагулянтами понижает летальность у тяжёлых больных COVID-19.
Накапливается всё больше данных о том, что образование тромбов в сосудах разного калибра, играет важную роль в развитии тяжелых форм COVID-19. Предупредить развитие тромбом можно с помощью препаратов «разжижающих кровь», так-называемых антикоагулянтов. Но профилактическое применение антикоагулянтов сопряжено с повышением риска кровотечений, включая потенциально летальные. Каков баланс риска и пользы медикаментозной профилактике антикоагулянтами у больных COVID-19? Ответ на этот вопрос могут дать только клинические исследования.
Первые результаты одного из таких исследование опубликованы в «Журнале Американского Колледжа Кардиологов»(Journal of the American College of Cardiolog). Полный текст статьи (препринта) здесь: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2020.05.001
В ретроспективный анализ были включены 2773 пациента с COVID-19, госпитализированных в больницы Mount Sinai Health System в Нью Йорке, США, из которых 786 получали системные антикоагулянты. Общая летальность в обеих группах («антикоагулянты+» и «антикоагулянты-») была сходной (22.5% и 22.8%, соответственно). Однако, в группе «антикоагулянты+» больные были более тяжелыми, о чем свидетельствует различие в частоте инвазивной ИВЛ (29.8% против 8.1%). Среди пациентов на инвазивной ИВЛ летальность была существенно ниже в подгруппе «ИВЛ/антикоагулянты+» (29.1%, медианный срок выживания 21 день), чем в подгруппе «ИВЛ/антикоагулянты-» (62.7%, медианный срок выживания 9 дней). Эта разница статистически значима. У пациентов, получавших антикоагулянты, летальность уменьшалась при увеличение длительности курса антикоагулянтов. Эта зависимость также была статистически значимой. Что касается кровотечений, то они встречались чаще в группе «антикоагулянты+» (3%), чем в группе «антикоагулянты-» (2%), но эта разница статистически не значима.
Это клиническое исследование усиливает аргументацию в пользу применение антикоагулянтов при комплексном лечении больных тяжелыми формами COVID-19, что может спасти немало жизней. Но нужно разобраться более конкретно с показаниями (по каким критериям назначать антикоагулянты) и оптимальными схемами профилактики тромбообразования при COVID-19.
https://prof-afv.livejournal.com/15695.html – цинк
* * *
Коронавирус. Роль «PRRA» при проникновения SARS-CoV-2 в клетки-мишени.
Предупреждение: этот текст сложен для неспециалиста, но, при желании, понять можно.
В потоке научных публикаций, посвященных COVID-19 и SARS-CoV-2 довольно редко встречаются работы, проливающие свет на фундаментальные механизмы репликации (размножения) этого вируса. Правда, про то, что ACE2 является клеточным рецептором для SARS-CoV-2, сейчас знают почти все. Но как осуществляется связывание вируса с рецептором и что происходит, чтобы «швартовка» вируса на рецепторе завершилась его проникновением в клетку? Знание конкретных деталей этих процессов, теоретически, может вывести на эффективные противовирусные препараты. Но это «игра в долгую».
В этом блоге я хочу рассказать об исследовании, которое, проливает свет на роль одной «молекулярной особенности» SARS-CoV-2 – так называемого «мульти-основного» (multibasic) сайта PRRA в гликопротеине S этого вируса «Загадочные» четыре буквы PRRA расшифровываются очень просто – это последовательность из четырёх аминокислот (пролин-аргинин-аргинин-аланин), записанная с использованием одно-буквенного обозначения (есть ещё 3-буквенное обозначение аминокислот). Чтобы понять суть работы нужно некоторое знание «матчасти». Попытаюсь коротко, по возможности, языком, понятным неспециалисту, её описать. Для этого воспользуюсь рисунком, взятым из статьи, о которой пойдет речь в этом блоге:
M. Hoffmann и соавторов (https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.04.022).
https://ic.pics.livejournal.com/prof_afv/86528370/4750/4750_original.png
В основном белке оболочки вируса SARS-CoV-2 (гликопротеине S) есть две области – S1 и S2 (см. рисунок). «Торчащая» наружу область S1 «отвечает» за связывание (attachment) с клеточным рецептором ACE2. «Пронизывающая» оболочку вируса область S2, в которой находится «трансмембранный домен» – ТD, обеспечивает слияние (fusion) вирусной оболочки и клеточной мембраны, в результате чего вирус проникает внутрь клетки. Для проникновения коронавируса в клетку должно произойти минимум два скоординированных события:
1) связывание гликопротеина S c ACE2. Со стороны вируса в этом связывании задействован «кусочек» гликопротеина S, который называется «мотив связывания с рецептором (RBM – receptor binding motif). RBM в свою очередь является частью «домена связывания с рецептором» — RBD (receptor binding domain) (см. рисунок)
2) гликопротеин S должен быть «активирован» клеточными протеазами (ферментами, переваривающими белки). Активация сводится к «разрезанию» пептидной связи между аминокислотами в определенных местах гликопротеина S – на границе S1 и S2 областей и в ещё одном месте – S2’ (см. рисунок).
Основной клеточной протеазой, осуществляющей активацию гликопротеина S коронавирусов является клеточная протеаза ТМPRSS2. Но у некоторых коронавирусов, процесс активации может быть «усилен» еще одной клеточной протеазой – фурином. Для того, чтобы в процессe активации гликопротеина S была задействована фуриновая протеаза, на границе S1 и S2 должны находиться несколько (минимум 2) остатков аргинина (R). Дело в том, что фурин «режет» белок именно в таких «множественно-основных» точках (multibasic site). У SARS-CoV2 на границе S1 и S2 такой сайт имеется – это PRRA. А у всех «ближайших родственников» SARS-CoV2 среди коронавирусов летучих мышей и панголинов такого сайта нет. Разочарую поклонников конспирологических теорий – наличие на границе S1 и S2 сайта для фурина это отнюдь не уникальная особенность SARS-CoV2. Такие сайты есть у более-менее «безобидных» коронавирусов человека (OC43 и HKU1) и у еще одного коронавируса, далеко не безобидного, которым люди заражаются от верблюдов – MERS-CoV. К тому же PRRA, хотя приемлемый для фурина сайт, но не оптимальный. Однако отложим в сторону вопрос о том, откуда взялся PRRA. Сейчас это данность и важно понять, как присутствие PRRA влияет на свойства SARS-CoV-2. Этому вопросу посвящены исследования, результаты которых описаны в статье.
Элегантными экспериментами авторы показали, что «разрезание» гликопротеина S фуриновой протеазой НЕОБХОДИМО для проникновения SARS-CoV2 в перевиваемые in vitro клетки лёгких. Есть, правда, нюансы, оставляющие толику сомнений:
1) эти эксперименты проводились не с «настоящим» SARS-CoV2, а с искусственными вирусами, так называемыми «псевдотипами» – вирусом везикулярного стоматита (VSV), в оболочку которого «встроен» гликопротеин S в разных вариантах c PRRA и без него;
2) проникновение вируса в клетку исследовалось с использование клеточных культур длительное время перевиваемых in vitro. Такие клетки могут существенно отличаться от клеток-мишеней в лёгких in vivo.
Окончательные выводы об обязательности «разрезания» гликопротеина S фурином для проникновения вируса в клетку «в реальных условиях» делать пока рано. Но эта работа закладывает хороший фундамент под будущие исследования в этой области. Из неё также следует теоретическая возможность использования ингибиторов фурина как препаратов против SARS-CoV2.
https://prof-afv.livejournal.com/15558.html – цинк
PS. И еще на тему высоких биотехнологий. Борис Джонсон заявил, что нельзя исключать сценариев, когда вакцина от коронавируса может вообще не появиться.
О прогресса в разработке вакцины от коронавируса с научной точки зрения.
Коронавирус. Блеск и нищета высоких технологий.
Слов нет «высокие биомедицинские технологии» впечатляют. Их «беспредельные» возможности активно используются СМИ для поддержания «градуса сенсационности». Высокие технологии – «любимчики» тех, кто принимает решения в области здравоохранения. По крайней мере, до недавнего времени было так. «Оптимизация здравоохранения» тому свидетельство. У этой проблемы есть много измерений. Мой блог ограничен биомедицинской тематикой. Попробую на конкретном примере объяснить, что я имею в виду говоря о блеске и нищете высоких технологий.
Несколько дней назад в Nature была опубликована статья наглядно демонстрирующая могущество («блеск») высоких технологий. У этой статьи 125 соавторов. Что же сделал это «небольшой» коллективчик? В геноме SARS-CoV-2 есть 14 генов (точнее, Orfs – «открытых рамок считывания» – open reading frames). Некоторые из них кодируют полипротеины, которые «нарезаются» на индивидуальные белки. Всего известно 29 белков этого вируса. 26 из них были проклонированы и экспессированы в человеческих клетках. Далее каждый из этих вирусных белков был очищен, но не сам по себе а в комплексе с клеточными белками, которые с ним взаимодействуют (связываются в большей или меньшей степени). Затем клеточные белки, взаимодействующие с каждым белком, были идентифицированы. Всего было выявлено 332 взаимодействия «вирусный белок-клеточный белок». Далее каждое из этих взаимодействий было проанализировано в контексте известных метаболических путей и фармакологических воздействий. Это позволило идентифицировать 66 человеческих белков, которые являются известными мишенями для фармакологических воздействий. Среди химических соединений, способных влиять на эти белки было 29 препаратов одобренных FDA для использования на человека, 12 препаратов, которые сейчас проходят клинические испытания (по показаниям ничего общего не имеющим с COVID-19) и 28 соединений, находящихся на стадии доклинических испытаний (тоже по показаниям ничего общего не имеющим с COVID-19). Большая часть из этих 69 соединений была протестирована на способность тормозить репликацию SARS-CoV-2 in vitro. Оказалось, что некоторые соединения имеют достаточно высокую противовирусную активность in vitro. Я намеренно не перечисляю эти препараты. Это не столь важно для сути, которую я хочу донести. Желающие узнать детали могут посмотреть оригинал статьи здесь: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2286-9
Впечатляющая работа. Триумф высоких технологий! Поверьте, их было использовано предостаточно. Так в чем же дело? Почему помимо «блеска» в заглавии «нищета»? Давайте поразмыслим – а что дальше? Можно ли эти препараты сразу применить для лечения больных COVID-19? Между прочим, один из них это галоперидол. Спросите у знакомого психиатра что это такое. Или посмотрите в Википедии. Конечно нельзя. Теоретически, некоторые из них (уже одобренные FDA) можно начать пробовать в рамках клинических испытаний. Но клинических испытаний по COVID-19 уже проводится более полутысячи. В них уже испытываются десятки препаратов и ещё десятки (если не сотни) препаратов имеют такую же противовирусную активность in vitro. Таким образом, единственным достижением этой работы (не считая технологических) является пополнение и так достаточно длинного списка препаратов и химических соединений, которые обладают противовирусной активностью in vitro. По крайней мере это так в кратко- и средне- срочной перспективе.
“Узкое звено» это клиническое испытание эффективности. Оно как было так и есть и пополнение списка «перспективных соединений» никак не влияет на пропускную способность этого звена. А применительно к COVID-19 эта область уже перегружена, от чего качество испытаний страдает. В более общем плане – как бы ни были инновационны и впечатляющи высокие био- и инфо- технологии, но в конечном счете, всё что они предлагают становится лекарством или вакциной только если эффективность доказана в адекватно отконтролированных клинических испытаниях. И высокие технологи этого, по крайней мере пока, изменить не могут.
https://prof-afv.livejournal.com/16057.html – цинк
* * *
Терапия антикоагулянтами понижает летальность у тяжёлых больных COVID-19.
Накапливается всё больше данных о том, что образование тромбов в сосудах разного калибра, играет важную роль в развитии тяжелых форм COVID-19. Предупредить развитие тромбом можно с помощью препаратов «разжижающих кровь», так-называемых антикоагулянтов. Но профилактическое применение антикоагулянтов сопряжено с повышением риска кровотечений, включая потенциально летальные. Каков баланс риска и пользы медикаментозной профилактике антикоагулянтами у больных COVID-19? Ответ на этот вопрос могут дать только клинические исследования.
Первые результаты одного из таких исследование опубликованы в «Журнале Американского Колледжа Кардиологов»(Journal of the American College of Cardiolog). Полный текст статьи (препринта) здесь: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2020.05.001
В ретроспективный анализ были включены 2773 пациента с COVID-19, госпитализированных в больницы Mount Sinai Health System в Нью Йорке, США, из которых 786 получали системные антикоагулянты. Общая летальность в обеих группах («антикоагулянты+» и «антикоагулянты-») была сходной (22.5% и 22.8%, соответственно). Однако, в группе «антикоагулянты+» больные были более тяжелыми, о чем свидетельствует различие в частоте инвазивной ИВЛ (29.8% против 8.1%). Среди пациентов на инвазивной ИВЛ летальность была существенно ниже в подгруппе «ИВЛ/антикоагулянты+» (29.1%, медианный срок выживания 21 день), чем в подгруппе «ИВЛ/антикоагулянты-» (62.7%, медианный срок выживания 9 дней). Эта разница статистически значима. У пациентов, получавших антикоагулянты, летальность уменьшалась при увеличение длительности курса антикоагулянтов. Эта зависимость также была статистически значимой. Что касается кровотечений, то они встречались чаще в группе «антикоагулянты+» (3%), чем в группе «антикоагулянты-» (2%), но эта разница статистически не значима.
Это клиническое исследование усиливает аргументацию в пользу применение антикоагулянтов при комплексном лечении больных тяжелыми формами COVID-19, что может спасти немало жизней. Но нужно разобраться более конкретно с показаниями (по каким критериям назначать антикоагулянты) и оптимальными схемами профилактики тромбообразования при COVID-19.
https://prof-afv.livejournal.com/15695.html – цинк
* * *
Коронавирус. Роль «PRRA» при проникновения SARS-CoV-2 в клетки-мишени.
Предупреждение: этот текст сложен для неспециалиста, но, при желании, понять можно.
В потоке научных публикаций, посвященных COVID-19 и SARS-CoV-2 довольно редко встречаются работы, проливающие свет на фундаментальные механизмы репликации (размножения) этого вируса. Правда, про то, что ACE2 является клеточным рецептором для SARS-CoV-2, сейчас знают почти все. Но как осуществляется связывание вируса с рецептором и что происходит, чтобы «швартовка» вируса на рецепторе завершилась его проникновением в клетку? Знание конкретных деталей этих процессов, теоретически, может вывести на эффективные противовирусные препараты. Но это «игра в долгую».
В этом блоге я хочу рассказать об исследовании, которое, проливает свет на роль одной «молекулярной особенности» SARS-CoV-2 – так называемого «мульти-основного» (multibasic) сайта PRRA в гликопротеине S этого вируса «Загадочные» четыре буквы PRRA расшифровываются очень просто – это последовательность из четырёх аминокислот (пролин-аргинин-аргинин-аланин), записанная с использованием одно-буквенного обозначения (есть ещё 3-буквенное обозначение аминокислот). Чтобы понять суть работы нужно некоторое знание «матчасти». Попытаюсь коротко, по возможности, языком, понятным неспециалисту, её описать. Для этого воспользуюсь рисунком, взятым из статьи, о которой пойдет речь в этом блоге:
M. Hoffmann и соавторов (https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.04.022).
https://ic.pics.livejournal.com/prof_afv/86528370/4750/4750_original.png
В основном белке оболочки вируса SARS-CoV-2 (гликопротеине S) есть две области – S1 и S2 (см. рисунок). «Торчащая» наружу область S1 «отвечает» за связывание (attachment) с клеточным рецептором ACE2. «Пронизывающая» оболочку вируса область S2, в которой находится «трансмембранный домен» – ТD, обеспечивает слияние (fusion) вирусной оболочки и клеточной мембраны, в результате чего вирус проникает внутрь клетки. Для проникновения коронавируса в клетку должно произойти минимум два скоординированных события:
1) связывание гликопротеина S c ACE2. Со стороны вируса в этом связывании задействован «кусочек» гликопротеина S, который называется «мотив связывания с рецептором (RBM – receptor binding motif). RBM в свою очередь является частью «домена связывания с рецептором» — RBD (receptor binding domain) (см. рисунок)
2) гликопротеин S должен быть «активирован» клеточными протеазами (ферментами, переваривающими белки). Активация сводится к «разрезанию» пептидной связи между аминокислотами в определенных местах гликопротеина S – на границе S1 и S2 областей и в ещё одном месте – S2’ (см. рисунок).
Основной клеточной протеазой, осуществляющей активацию гликопротеина S коронавирусов является клеточная протеаза ТМPRSS2. Но у некоторых коронавирусов, процесс активации может быть «усилен» еще одной клеточной протеазой – фурином. Для того, чтобы в процессe активации гликопротеина S была задействована фуриновая протеаза, на границе S1 и S2 должны находиться несколько (минимум 2) остатков аргинина (R). Дело в том, что фурин «режет» белок именно в таких «множественно-основных» точках (multibasic site). У SARS-CoV2 на границе S1 и S2 такой сайт имеется – это PRRA. А у всех «ближайших родственников» SARS-CoV2 среди коронавирусов летучих мышей и панголинов такого сайта нет. Разочарую поклонников конспирологических теорий – наличие на границе S1 и S2 сайта для фурина это отнюдь не уникальная особенность SARS-CoV2. Такие сайты есть у более-менее «безобидных» коронавирусов человека (OC43 и HKU1) и у еще одного коронавируса, далеко не безобидного, которым люди заражаются от верблюдов – MERS-CoV. К тому же PRRA, хотя приемлемый для фурина сайт, но не оптимальный. Однако отложим в сторону вопрос о том, откуда взялся PRRA. Сейчас это данность и важно понять, как присутствие PRRA влияет на свойства SARS-CoV-2. Этому вопросу посвящены исследования, результаты которых описаны в статье.
Элегантными экспериментами авторы показали, что «разрезание» гликопротеина S фуриновой протеазой НЕОБХОДИМО для проникновения SARS-CoV2 в перевиваемые in vitro клетки лёгких. Есть, правда, нюансы, оставляющие толику сомнений:
1) эти эксперименты проводились не с «настоящим» SARS-CoV2, а с искусственными вирусами, так называемыми «псевдотипами» – вирусом везикулярного стоматита (VSV), в оболочку которого «встроен» гликопротеин S в разных вариантах c PRRA и без него;
2) проникновение вируса в клетку исследовалось с использование клеточных культур длительное время перевиваемых in vitro. Такие клетки могут существенно отличаться от клеток-мишеней в лёгких in vivo.
Окончательные выводы об обязательности «разрезания» гликопротеина S фурином для проникновения вируса в клетку «в реальных условиях» делать пока рано. Но эта работа закладывает хороший фундамент под будущие исследования в этой области. Из неё также следует теоретическая возможность использования ингибиторов фурина как препаратов против SARS-CoV2.
https://prof-afv.livejournal.com/15558.html – цинк
PS. И еще на тему высоких биотехнологий. Борис Джонсон заявил, что нельзя исключать сценариев, когда вакцина от коронавируса может вообще не появиться.
