Экспериментальный препарат защитил мозг мышей от ВИЧ-инфекции

Американские и российские ученые синтезировали молекулу, которая может стать первым препаратом в новом поколении ненуклеозидных ингибиторов обратной транскриптазы — лекарств против ВИЧ. N‑фенил-1-(фенилсульфонил)‑1Н‑1,2,4-триазол-3-амин показал значимую противовирусную активность и защитил нейроны от поражения вирусом в клеточных моделях. В животных моделях молекула не вызвала серьезных токсических эффектов и смогла преодолеть гематоэнцефалический барьер. Исследование опубликовано в Journal of Medicinal Chemistry.

Часто у людей с ВИЧ-инфекцией развиваются нейрокогнитивные нарушения — от незначительных проблем с памятью до тяжелых симптомов деменции. При вскрытии у таких людей находят изменения белого вещества головного мозга и признаки потери миелина. Хотя высокоактивная антиретровирусная терапия позволяет миллионам людей с ВИЧ восстанавливать функции иммунной системы и контролировать вирусную нагрузку, часто она эффективна только на периферии, и вирус может оставаться и размножаться в центральной нервной системе (ЦНС), что и приводит к неврологическим расстройствам. Часто это связано с тем, что препараты от ВИЧ не могут преодолевать гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), или с высоким числом мутаций вируса.

Хотя нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы, в особенности эфавиренз, проявляют достаточный эффект в ЦНС, они бессильны перед эрадикацией вируса из его резервуара в ЦНС — макрофагах. Шон Экинс (Sean Ekins) из компании Collaborations Pharmaceuticals и Вадим Макаров (Vadim Makarov) из Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН искали молекулы, которые, во-первых, были бы эффективны против мутантных штаммов вируса, а во-вторых, могли бы проникать в ЦНС и защищать нервную ткань от разрушения.

Ученые исследовали более ста потенциальных молекул и остановили внимание на N‑фенил-1-(фенилсульфонил)‑1Н‑1,2,4-триазол-3-амине из-за показателей зависимости структура-активность и его активного взаимодействия in vitro с вирусными частицами в клетках — как мутантом дикого типа, так и мутантом A17 (K103N/Y181C). По наблюдениям ученых за активность молекулы отвечают нафталиновая и фенильная группа. В клеточных моделях ВИЧ-инфекции молекула не показывала значимой токсичности, при этом она значимо снижала внутриклеточное размножение ВИЧ по механизму, схожему с механизмом ненуклеотидных ингибиторов обратной транскриптазы.

Кроме того, ученые отдельно исследовали эффект потенциального лекарства в нейронах мыши. Выяснилось, что отслеживаемое по активности MAP2-киназы повреждение нейронов от действия ВИЧ снижалось при обработке клеток синтезированной молекулой. Кроме того, ученые не зафиксировали накопления в нейронах кальция, чья высокая концентрация повреждает клетки и нарушает мембранный потенциал, — такое часто случается при поражении нейронов ВИЧ.

Исследование однократного внутрижелудочного введения субстанции мышам в дозе 250 миллиграмм на килограмм массы тела показало, что период полувыведения составил 7,7 ± 1,57 часа, а максимальная концентрация достигала 81,4 ± 26,16 нанограмма на миллилитр. В головном мозге максимальная концентрация достигала ≈ 40,3 ± 9,43 нанограмма на 100 миллиграмм вещества и аналогичном периоде полувыведения, что говорит о хорошем прохождении молекулы через ГЭБ.

Препарат оставался безопасным даже в дозе 2000 миллиграмм на килограмм в течение 14 дней: не наблюдалось никаких отклонений во внешнем виде, состоянии шерсти, характере выделений или поведенческих реакциях подопытных животных. Ученые не нашли у таких мышей изменений внутренних органов или отклонения лабораторных показателей крови. Однако у мышей, которые получали стандартную дозу в течение 30 дней нашли поражения печени, а в крови у них повысился уровень печеночных ферментов.

В дальнейшем ученым предстоит проверить эффективность молекулы in vivo, и ее способность воздействовать на вирус в макрофагах ЦНС. Однако нынешние результаты исследования эффективности, полученные в клеточных моделях, и безопасности на животных моделях показывают потенциал нового препарата для лечения ВИЧ-инфекции. Особенно исследователи отмечают защитный эффект для нейронов и способность молекулы проникать через ГЭБ.

Пока что вылечить ВИЧ-инфекцию полностью удается только с помощью пересадки стволовых клеток крови, устойчивых к заражению. Недавно так впервые вылечили женщину, перелив ей пуповинную кровь с нужной мутацией.