Китайские исследователи объяснили механизм негативного действия SARS-CoV-2 и связанную с ним эффективность двух препаратов — Naked Science
9 минут
София Жаботинская
7

Китайские исследователи объяснили механизм негативного действия SARS-CoV-2 и связанную с ним эффективность двух препаратов

6.6

Возбудитель коронавируса SARS-CoV-2 при помощи неструктурных белков повреждает гемоглобин — важный транспортный белок человека. Это приводит к усилению воспалительных процессов и появлению «матового стекла» в легких.

Коронавирус и гемоглобин
Результат молекулярного докинга (компьютерного моделирования) взаимодействия вирусного гликопротеина с гемоглобином. Слева — структура вирусной молекулы, справа — схема межмолекулярных взаимодействий / © Liu & Li, 2020

Исследование, проведенное Вэньчжуном Лю из Сычуаньского университета науки и технологий совместно с Хуалан Ли из Ибиньского университета, показывает, что вирус SARS-CoV-2 может атаковать эритроциты человека, связываясь с молекулами гемоглобина. Это приводит к нарушению транспортировки кислорода по кровотоку. Статья ученых выложена в архиве препринтов ChemRxiv.

Гемоглобин — сложный металлсодержащий белок, способный обратимо связываться с кислородом. В центре каждой молекулы гемоглобина находится гем, или же порфириновое ядро, содержащее атом двухвалентного железа: оно способно связать четыре молекулы O2. Собирая кислород в легких, эритроциты при помощи гемоглобина переносят его в различные органы и части тела.

Вирусные частицы SARS-CoV-2 не взаимодействуют с эритроцитами непосредственно. За это отвечает ряд неструктурных (не являющихся частью вирусного капсида) белков, кодируемых вирусной РНК. Такие протеины облегчают вирусу закрепление и репликацию в организме хозяина, блокируя клеточные механизмы и биохимические пути.

Китайские ученые выяснили, что некоторые из этих неструктурных вирусных белков проникают внутрь эритроцитов и вытесняют железо из порфириновых ядер. Это лишает красные кровяные тельца возможности транспортировать кислород. Исследователям удалось идентифицировать три таких протеина — orf1ab, ORF10 и ORF3a, связывание которых с бета-цепью молекулы гемоглобина приводит к диссоциации железа. Также в связывании с гемом могут участвовать поверхностный гликопротеин вируса и белок ORF8.

Химическая структура порфиринового ядра молекулы гемоглобина / © Chemed

Такое воздействие приводит к усилению воспалительных процессов в легких, гипоксемии, развитию симптомов острого респираторного дистресс-симптома (ОРДС) и полиорганной кислородной недостаточности. Связывание вирусных белков с гемом также объясняет возникновение у бессимптомно переболевших коронавирусом так называемого симптома матового стекла: он проявляется снижением прозрачности легочной ткани из-за сокращения воздушности альвеол и накопления гемоглобина в альвеолах. Еще один признак, косвенно указывающий на влияние вируса на порфириновое ядро, — повышение в крови некоторых больных железосодержащего белка ферритина.

Новое открытие объясняет эффективность двух препаратов — гидроксихлорохина и фавипиравира — при лечении Covid-19. Не так давно французский ученый Дидье Рауль заявил, что благодаря использованию гидроксихлорохина (который обычно применяют для лечения малярии) от коронавирусной инфекции излечились уже более 1000 человек. Согласно утверждениям Лю и Ли, хлорохин (химический предшественник гидроксихлорохина) способен блокировать атаку белков orf1ab, ORF3a и ORF10, а также предотвращать связывание ORF8 с гемоглобином. Это позволяет снизить негативное влияние вирусной инфекции на легкие и организм в целом.

Что касается фавипиравира — этот антивирусный препарат, успешный в борьбе со многими РНК-вирусами, проявляет более направленное действие против SARS-CoV-2. Он блокирует поверхностные гликопротеины и вирусный белок ORF7a, не позволяя вирусу проникнуть в клетку, а его белкам — видоизменять молекулы гемоглобина.

Механизм связывания вирусных белков, описанный Ли и Лю, может лежать в основе того феномена, что дети легче переносят коронавирусную инфекцию. Как упоминалось выше, вирусные белки вызывают диссоциацию железа через взаимодействие с бета-цепью гемоглобина, которая является структурной частью ΗbA — нормального гемоглобина взрослого человека. У детей же в крови преобладает так называемый фетальный гемоглобин ΗbF, который не содержит бета-цепей и, вероятно, неуязвим для вирусных белков.

Возможно, схожая особенность в строении гемоглобина обуславливает невысокую степень заболеваемости в некоторых странах Африки. В тех регионах, где распространена малярия, высока доля людей с талассемией — генетическим заболеванием, у носителей которого синтезируется мутантный гемоглобин без бета-цепей.

Выводы исследователей могут привести к пересмотру тактики лечения тяжелых больных с Covid-19. Вероятно, протоколы вентиляции легких и респираторной поддержки при ОРДС могут навредить больным коронавирусной пневмонией, вызывая повреждение легких. Если выводы, описанные в статье, верны, бóльшую пользу могут принести переливание крови и гипербарическая оксигенация пациентов.

Работа китайских ученых пока ожидает рецензирования, и правильность выводов должна быть подтверждена другими исследователями. Авторы работы также настоятельно рекомендуют не пытаться самостоятельно начинать лечение фавипиравиром и гидроксихлорохином, а применять эти лекарства только по назначению врача.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

Вчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Вчера, 11:45
37 минут
Александр Березин

Витамины и минералы считают «хорошими» пищевыми добавками, а нитраты и нитриты натрия вместе с тартразином – «плохими». На самом деле, первые далеко не так полезны, а вторые не столь сильно вредны, как кажется. Наиболее же опасными из пищевых добавок следует считать так называемые непрямые. Рассмотрим подробнее: чего лучше избегать, а на что не стоит обращать особого внимания.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев

Хорошая статья! Интересно было бы узнать, куда девается замещенное железо из гемоглабина. Не приводит ли это, например, к гемохроматозу... или чему еще...
12.04.2020
-
0
+
Что такое гемом?
    -
    -1
    +
    Ключевой мыслью статьи считаю: У БЕССИМПТОМНО переболевших наблюдается синдром матового стекла и накопление гемоглобина в легких (хронический отек). Злые языки поговаривают что в Китае сотни людей умирают ежедневно от отека внутренних органов, но тесты присутствия cov 19 не обнаруживают, потому в статистику ВОЗ они законно не попадают. Какие еще долгосрочные генетические изменения вызывает вирус у БЕССИМПТОМНО переболевших становится с каждым днем интересней и СПАСИБО Редакции за публикацию актуальной информации! (Предупрежден - значит вооружен)
Что-то очень сомнительно. Просмотрел статью: основание смелым утверждениям -- исключительно докинг, стиль рассуждений о физиологии вирусов -- дилетантский. При предполагаемом эффекте должен наблюдаться существенный гемолиз, который в клинических картинах отсутствует. Один из обсуждаемых препаратов -- favipiravir -- известен как специфичный ингибитор РНК-репликазы, загадки с его действием нет.
-
0
+
Необходимо, чтобы было понимание, что это не экпериментальная работа. Экспериментальных данных, подтверждающих описанные здесь результаты, нет. К тому же, это еще не опубликованная статья. Работа выполнена на скорую руку, модель плохо валидирована, взаимодействия не изучены с помощью молекулярной динамики.
    В конце статьи отдельным абзацем именно это и написано. Работа китайских ученых пока ожидает рецензирования, и правильность выводов должна быть подтверждена другими исследователями. Авторы работы также настоятельно рекомендуют не пытаться самостоятельно начинать лечение фавипиравиром и гидроксихлорохином, а применять эти лекарства только по назначению врача.
10.04.2020
-
0
+
Все чаще упоминается этот препарат в прессе. А между тем китайцы еще в марте сравнивали фавипиравир с арбидолом: "на седьмые сутки частота выздоровления в первой группе составила 71,43 процента, а во второй — 55,86 процента" То есть фавипиравир оказался эффективней на 15%. Круто конечно. Но и цена у него выше на порядок. И побочка имеется неслабая.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: