Ингибитор размножения ретровирусов

 

Изобретение относится к веществу, которое может применяться по новому назначению, а именно в качестве лекарственного средства против ВИЧ-1. Данное вещество представляет собой углевод белого цвета - моносахарид под названием Д(-)-фруктоза. Это соединение является известным, в свободном виде встречается во многих фруктах и плодах. В чистом виде в медицинской практике ранее нигде не применялось. Особенности применения Д(-)-фруктозы состоит в том, что она принадлежит к Д-антиподу и имеет сильное отрицательное оптическое вращение, так как в ее структуре имеются асимметрические атомы углерода. Поскольку жизнь выбрала L-изомеры, физиологическое действие которых более выражено, то Д(-)-фруктозу можно отнести к антивеществу, ибо известно, что только правовращающие молекулы усваиваются микроорганизмами. Преимуществом предлагаемого вещества является то, что это соединение нетоксично и обладает 100%-ной анти-Вич активностью, начиная с концентрации 5 мкг мл^-1. Кроме того, в перспективе возможно использование Д(-)-фруктозы или подобных ей структур для лечения раковых заболеваний, так как вирус ВИЧ-1 принадлежит к ретровирусам, которые включают свой геном в геном клетки-хозяина. Покоящаяся проввирусная ДНК может вызвать злокачественную трансформацию клеток, ведущую к раку. Возможным механизмом действия является блокировка процесса обратной транскрипции РНК. Высокая эффективность углевода дает основание рекомендовать Д(-)-фруктозу для проведения клинических испытаний. 2 табл.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в качестве лекарственного средства против ВИЧ-1.

Известно, что ВИЧ-1 относится к классу ретровирусов, репродукция которых представляет собой сложных многоэтапный процесс. Многоэтапность жизненного цикла ВИЧ представляет много возможностей для воздействия на него противовирусных препаратов. Среди них выявлен ряд эффективных средств, например аналоги нуклеозидов (журнал "Мир науки", И.: 1968, c. 83), антисмысловые олигонуклеотиды и их производные (Докл. АН СССР, 1990, т. 312, N 5, с. 1259 - 1262), синтетические и природные красители (ДАН, 1995) [2].

Известно направление, где в качестве перспективных средств лечения СПИДа использовали глицирризиновую кислоту и ее производные (Вопросы вирусологии, 1992, N 3, с. 25 - 38).

Однако вышеперечисленные препараты имеют существенные недостатки. Так, токсичность азидотимидина является основной причиной неудач при его использовании. Другие аналоги нуклеозидов, хотя и менее токсичны, находятся пока на стадии окончательной проверки. Синтетические же олигонуклеотиды подвержены расщепляющему действию ферментов.

К известным препаратам, проявляющим анти-ВИЧ активность, относятся также декстрансульфат, рибафутин, кастаноспирин, 2-интерферон и др. Все они проходят ту или иную фазу испытаний.

Несмотря на многообразие испытанных in vitro препаратов, обладающих в той или иной мере анти-ВИЧ активностью, говорить сегодня об окончательном выборе противовирусного средства для лечения больных не представляется возможным.

Помимо терапевтических средств идет также интенсивный поиск путей по созданию вакцинных препаратов. В качестве одного из направлений по разработке вакцин является использование традиционного подхода, а именно применение инактивированных целых вирионов. Однако такой подход таит в себе опасность инфицирования человека. Другим направлением является использование субъединичных вакцин (фрагменты белков оболочки вируса), которые, правда, могут не восприниматься иммунной системой. Поэтому их надо испытывать в комплексе с адъювантом. Первая потенциальная вакцина, которую испытали в США, представляла собой белок гликопротеин gp 160 в комплексе с алюминиевыми квасцами. Полученные результаты были неоднозначны. В Швейцарии дано разрешение на клинические испытания на основе gp 120 с адъювантом. В качестве кандидата против ВИЧ-1 предлагают использовать рекомбинантный gp 120-антиген, обеспечивающий защиту шимпанзе от инфекции ВИЧ-1, однако лишь при вакцинации до заражения. Вакцина не была эффективной при терапевтическом использовании (Aids vaccine: hope and despair//Lancet. - 1990. - N 8730. - С. 1545 - 1546. - Англ.).

Пока клинические испытания не дали существенной информации о перспективности того или иного препарата, поэтому нет оснований отдать предпочтение какому-то одному из подходов, хотя большинство исследователей и склоняется к субъединичным вакцинам. Вот почему необходимы новые подходы, может быть совершенно отличные от известных методов.

Цель изобретения - повышение эффективности ингибирования ВИЧ-1 в иммунной клетке, не повреждая ее саму.

Указанная цель достигается тем, что в качестве средства ингибирования вируса ВИЧ-1 применяется вещество углеводной природы Д(-)-фруктоза (левулоза) формулы (I) Это соединение является известным, в свободном виде встречается во многих фруктах и плодах, в связи с чем ее иногда называют плодовым сахаром. Известен и способ ее получения (Биотехнология. - М.: 1984, с. 105 - 106) [1] .

В медицинской практике фруктоза в чистом виде ранее нигде не применялась, так как в этой области не была изучена с точки зрения ее утилитарных (практических) свойств. Однако ее могут потреблять больные диабетом (снижается вероятность заболевания), так как физиологический путь использования фруктозы организмом совсем другой, чем обычного сахара, и не связан с превращением инсулина. Фруктоза менее вредна для зубов (Биотехнология. - М.: 1984, с. 105 - 106). Известно также что ее фосфат Д-фруктозо-1,6 дифосфат (натрий ДФФ) обладал мощным противошоковым действием (Изв. АН СССР, Сер. биол. , 1958, N 5, с. 597). Вещества, в структуре которых имеется асимметричный атом углерода, являются оптически активными и представлены в виде двух антиподов L и D. Эти обозначения представляют собой противоположные конфигурации углеводов с тождественными химическими и физическими свойствами, когда взаимодействуют с обычными веществами, но различаются, когда взаимодействуют с другими D- и L-изомерами (Полинг Л. Общая химия. - М.: 1974, с. 677). Жизнь выбрала L-изомеры. Физиологическое действие L-изомеров оптически активных веществ всегда является более выраженным, чем таковое действие D-изомера. Обмен веществ нарушается, если белки синтезированы из D-аминокислот (Введение в бионеорганическую и биофизическую химию. -М.: 1989, с. 229). Человеческий организм усваивает лишь L-аминокислоты (Биотехнология. - М.: 1984, с. 107). Не обнаружено D-аминокислот в белках вирусов (Вирусология и иммунология рака. М.: 1962).

Это явление имеет глубокое биологическое значение, так как связано с асимметрией живого вещества и явлением жизни (Органическая химия. - М.: 1962). Так, бактерии усваивают только молекулы правовращающего (+) сахара (Мед. и биол. физика. - М.: 1987). Д(-)-фруктоза представляет D-антипод с сильным отрицательным оптическим вращением. Эти два фактора являются решающими в подавлении обратной транскрипции РНК, то есть образования провирусной ДНК не происходит, так как моносахарид ингибирует обратную транскриптазу (ревертаза).

Пример. Для исследования использовали клетки МТ-4, несущие основную ответственность за иммунный ответ, помещали их в плато (24-луночное) по 500 тыс. клеток в каждую лунку объемом 1 мл. На первом этапе оценивали токсичность препарата по отношению к клеткам МТ-4 и лишь после положительного ответа (отсутствие токсичности) на втором этапе исследования были проведены с вирусом ВИЧ-1. Вначале вводили ВИЧ-1, а после 2 ч - препарат. Через 7 дней культивирования оценивали состояние клеток. В качестве тест-препарата использовали Азидотимидин (Серва). Результаты исследований сведены в табл. 1. (Исследования были проведены в НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи РФ в лаборатории по изучению СПИДа).

Из данных табл. 1 следует, что препарат в указанных концентрациях обладает высокой анти-ВИЧ активностью. Высокая эффективность препарата, очевидно, связана с тем, что Д(-)-фруктоза связывается с ферментом (ревертаза), образуя с ним комплекс, и тем самым блокирует его функцию - участие в процессе обратной транскрипции РНК. Утрата ферментом своих функций обусловлена тем, что у соединения фермент-препарат изменяется отрицательное оптическое вращение, а это в свою очередь отражается на изменении структуры белковых молекул (фермента). Вот почему вирус не размножился, хотя за 2 ч и проник в клетки. Возможен и другой механизм действия препарата.

В последующем были проведены исследования по выявлению минимальной дозы эффективного действия препарата. Условия проведения опытов были аналогичны предыдущим. Данные исследований сведены в табл. 2.

Данные табл. 2 говорят о том, что воздействие препарата на ВИЧ-1 начинается с концентрации 1,0 мкг мл^-1, а минимальная эффективная доза составляет 5 мкг мл^-1.

Итак, для лечения заболевания, вызванного представителем ретровирусной инфекции, предлагается фармакологический путь, а именно средство нового типа, способное ингибировать вирус в клетке, не повреждая ее саму. Препарат, сохраняя клетки МТ-4, сохраняет работоспособность иммунной системы.

Формула изобретения

Применение Д-(-)фруктозы формулы в качестве ингибитора размножения ретровирусов на примере ВИЧ-1.

РИСУНКИ

Рисунок 1