Заявка на подписку:

p.sokolov@panor.ru

По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 578.245:578.834.1:615.281.8 DOI:10.33920/med-13-2601-06

Противовирусная активность пегилированного интерферона лямбда-1 в отношении SARS-CoV-2 in vitro

Олейник Лариса Александровна кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник лаборатории фармакологического моделирования и скрининга биоактивных молекул, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии», 630117, г. Новосибирск, Новосибирская обл., ул. Арбузова, 6, larisaoleynik81@gmail.com, 89130129595, ORCID ID 0000‑0002‑0336‑4227
Мадонов Павел Геннадьевич доктор медицинских наук, профессор, отдел экспериментальной фармакологии, руководитель отдела экспериментальной фармакологии, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии», 630117, г. Новосибирск, Новосибирская обл., ул. Арбузова, 6, pmadonov@yandex.ru, 8‑913‑379‑83‑03, ORCID ID 0000‑0002‑1093‑8938

Несмотря на значительный прогресс в фармацевтике, эффективные и универсальные средства для лечения вирусных инфекций до сих пор отсутствуют, что особенно проявилось во время пандемии COVID-19. Интерфероны (ИФНы) зарекомендовали себя как потенциальные противовирусные средства. В данной работе была изучена возможность применения пегилированной формы ИФН-λ1 для борьбы с инфекцией, вызванной SARS-CoV-2. Эксперименты, проведенные на культуре клеток Vero E6, показали, модифицированный методом электроннолучевого пегилирования ИФН-λ1 (ПЭГ-ИФН-λ1), демонстрирует выраженную противовирусную активность и высокий терапевтический индекс в отношении SARS-CoV-2, при этом обладая низкой цитотоксичностью для клеток Vero E6. Полученные результаты позволяют рассматривать ПЭГ-ИФН-λ1 в качестве основы для создания лекарственного препарата против вирусной инфекции, вызываемой SARS-CoV-2.

Литература:

1. Бекарев АА. Способ повышения биодоступности лекарственных средств. Патент РФ № 2328309. 2008;1:1–6.

2. Киншт ДН, Мадонов ПГ, Ластовецкий АГ, Китанина КЮ, Удут ВВ. Технология электроннолучевого синтеза как перспективное направление в разработке иммобилизованных интерферонов для перорального применения. Вестник новых медицинских технологий. 2017;3:211–225.

3. Киншт ДН, Мадонов ПГ, Святченко ВА, Терновой ВА. Экспериментальное обоснование применения пероральной формы пегилированного интерферона 2b для терапии энтеровирусной инфекции. Сибирский научный медицинский журнал. 2017;37 (3):11–16.

4. Кирилюк ИА, Святченко ВА, Морозов ДА и др. Антибиотики и химиотерапия. 2012;57 (1-2):3–12.

5. Bennett AL, Smith DW, Cummins MJ et al. Codetection of respiratory viruses and SARS-CoV2 in patients with influenzalike illness during the COVID19 pandemic. Influenza Other Respir. Viruses. 2013;7 (5):854–862. DOI:10.1111/irv.12094.

6. O’Brien TR, Thomas DL, Jackson SS et al. Type III interferons impair the lung epithelial barrier upon viral recognition. Clin. Infect. Dis. 2020;71 (6):1410–1412. DOI:10.1093/cid/ciaa453.

7. Busnadiego I, Fernbach S, Pohl MO et al. Antiviral Activity of Type I, II, and III Interferons Counterbalances ACE2 Induction by SARSCoV2. MBio. 2020;11 (5):e01928-20. DOI:10.1128/mBio.01928–20.

8. Cardoso NР, Mansilla FC, Benedetti Е et al. Characterization of interspecies transmission of influenza viruses among cattle, swine and poultry: A comparative approach. Front. Vet. Sci. 2020;7:603622. DOI:10.3389/fvets.2020.603622.

9. Chen Y, Liu Q, Guo D. Emerging coronaviruses: genome structure, replication, and pathogenesis. J. Med. Virol. 2020;92 (4):418–423. DOI:10.1002/jmv.25681.

10. Dalskov L, M hlenberg M, Thyrsted J et al. SARSCoV2 evades immune detection in placental macrophages. EMBO Rep. 2020; e51252. DOI:10.15252/embr.202051252.

11. Dinnon KH 3rd, Leist SR, Sch fer A et al. A mouse-adapted SARS-CoV-2 model for the evaluation of COVID-19 medical countermeasures. Nature. 2020;586 (7830):560–566. DOI:10.1038/s41586‑020‑2708‑8.

12. Felgenhauer U, Schoen A, Gad HH et al. Inhibition of SARS-CoV2 by type I and III interferons. J. Biol. Chem. 2020;295 (41):13958–13964. DOI:10.1074/jbc.AC120.013788.

13. Klinkhammer J, Schnepf D, Ye L et al. IFN- prevents influenza virus spread from the upper airways to the lungs and limits virus transmission. Elife. 2018;7: e33354. DOI:10.7554/ eLife.33354.

14. Miknis Z, Magracheva E, Li W, Zdanov A, Kotenko SV, Wlodawer A. Structure and function of the type III interferon receptor binding complex. J. Mol. Biol. 2010;404 (4):650–664. DOI:10.1016/j.jmb.2010.09.068.

15. Niks M, Otto M. Method for the determination of cell viability by MTT test. J. Immunol. Methods. 1990;130 (1):149–151. DOI:10.1016/0022–1759 (90) 90309‑j.

16. Rojas JM, Alejo A, Mart n V, Sevilla N. Type III interferon (IFN ) establishes a barrier against viral entry in mucosal tissues. Cell Mol. Life Sci. 2020; Oct 21:1–22. DOI:10.1007/ s00018‑020‑03671‑z.

17. Salka K, Arroyo M, Chorvinsky E et al. IFN induces B cell differentiation and isotype switching. Clin. Exp. Allergy. 2020;50 (9):1044–1054. DOI:10.1111/cea.13701.

18. Scagnolari С, Pierangeli А, Frasca F et al. Type III interferon expression in patients with COVID19. Virus Res. 2021;295:198283. DOI:10.1016/j.virusres.2020.198283.

19. Svyatchenko VA, Nikonov SD, Mayorov AP, Gelfond ML, Loktev VB. Photodynamic therapy enhancement by interferon-lambda. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2021;33:102112. DOI:10.1016/j.pdpdt.2020.102112.

20. Syedbasha M, Bonfiglio F, Linnik J et al. Type III interferon restricts human B cell differentiation into plasmablasts. Cell Rep. 2020;33 (1):108211. DOI:10.1016/j. celrep.2020.108211.

21. Ye L, Schnepf D, Staeheli P. Interferon : guardian of the upper airways. Nat. Rev. Immunol. 2019;19 (10):614–625. DOI:10.1038/s41577‑019‑0182‑z.

1. Bekarev A.A. Sposob povysheniia biodostupnosti lekarstvennykh sredstv [Method for increasing the bioavailability of drugs]. Russian Federation Patent No. 2328309. 2008; 1:1–6. (In Russ.)

2. Kinsht D.N., Madonov P.G., Lastovetskii A.G., Kitanina K.Iu., Udut V.V. Tekhnologiia elektronno luchevogo sinteza kak perspektivnoe napravlenie v razrabotke immobilizovannykh interferonov dlia peroralnogo primeneniia [Electron-beam synthesis technology as a promising direction in the development of immobilized interferons for oral administration]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii [Bulletin of New Medical Technologies]. 2017;3:211–225. (In Russ.)

3. Kinsht D.N., Madonov P.G., Sviatchenko V.A., Ternovoi V.A. Eksperimentalnoe obosnovanie primeneniia peroralnoi formy pegilirovannogo interferona a2 b dlia terapii enterovirusnoi infektsii [Experimental justification for the use of oral pegylated interferon 2 b for the treatment of enterovirus infection]. Sibirskii nauchnyi meditsinskii zhurnal [Siberian Scientific Medical Journal]. 2017; 37(3):11–16. (In Russ.)

4. Kiriliuk I.A., Sviatchenko V.A., Morozov D.A., et al. Antibiotiki i khimioterapiia [Antibiotics and chemotherapy]. 2012;57(1-2):3–12. (In Russ.)

5. Bennett AL, Smith DW, Cummins MJ et al. Co detection of respiratory viruses and SARS CoV 2 in patients with influenza like illness during the COVID 19 pandemic. Influenza Other Respir. Viruses. 2013;7(5):854–862. DOI:10.1111/irv.12094.

6. O'Brien TR, Thomas DL, Jackson SS et al. Type III interferons impair the lung epithelial barrier upon viral recognition. Clin. Infect. Dis. 2020;71(6):1410–1412. DOI:10.1093/ cid/ciaa453.

7. Busnadiego I, Fernbach S, Pohl MO et al. Antiviral Activity of Type I, II, and III Interferons Counterbalances ACE2 Induction by SARS CoV 2. MBio. 2020;11(5):e01928-20. DOI:10.1128/mBio.01928-20.

8. Cardoso NР, Mansilla FC, Benedetti Е et al. Characterization of interspecies transmission of influenza viruses among cattle, swine and poultry: A comparative approach. Front. Vet. Sci. 2020;7:603622. DOI:10.3389/fvets.2020.603622.

9. Chen Y, Liu Q, Guo D. Emerging coronaviruses: genome structure, replication, and pathogenesis. J. Med. Virol. 2020;92(4):418–423. DOI:10.1002/jmv.25681.

10. Dalskov L, M hlenberg M, Thyrsted J et al. SARS CoV 2 evades immune detection in placental macrophages. EMBO Rep. 2020;e51252. DOI:10.15252/embr.202051252.

11. Dinnon KH 3rd, Leist SR, Sch fer A et al. A mouse-adapted SARS-CoV-2 model for the evaluation of COVID-19 medical countermeasures. Nature. 2020;586(7830):560–566. DOI:10.1038/s41586-020-2708-8.

12. Felgenhauer U, Schoen A, Gad HH et al. Inhibition of SARS CoV 2 by type I and III interferons. J. Biol. Chem. 2020;295(41):13958–13964. DOI:10.1074/jbc.AC120.013788.

13. Klinkhammer J, Schnepf D, Ye L et al. IFN- prevents influenza virus spread from the upper airways to the lungs and limits virus transmission. Elife. 2018;7:e33354. DOI:10.7554/ eLife.33354.

14. Miknis Z, Magracheva E, Li W, Zdanov A, Kotenko SV, Wlodawer A. Structure and function of the type III interferon receptor binding complex. J. Mol. Biol. 2010;404(4):650–664. DOI:10.1016/j.jmb.2010.09.068.

15. Niks M, Otto M. Method for the determination of cell viability by MTT test. J. Immunol. Methods. 1990;130(1):149–151. DOI:10.1016/0022-1759(90)90309-j.

16. Rojas JM, Alejo A, Mart n V, Sevilla N. Type III interferon (IFN ) establishes a barrier against viral entry in mucosal tissues. Cell Mol. Life Sci. 2020;Oct 21:1–22. DOI:10.1007/ s00018-020-03671-z.

17. Salka K, Arroyo M, Chorvinsky E et al. IFN induces B cell differentiation and isotype switching. Clin. Exp. Allergy. 2020;50(9):1044–1054. DOI:10.1111/cea.13701.

18. Scagnolari С, Pierangeli А, Frasca F et al. Type III interferon expression in patients with COVID 19. Virus Res. 2021;295:198283. DOI:10.1016/j.virusres.2020.198283.

19. Svyatchenko VA, Nikonov SD, Mayorov AP, Gelfond ML, Loktev VB. Photodynamic therapy enhancement by interferon-lambda. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2021;33:102112. DOI:10.1016/j.pdpdt.2020.102112.

20. Syedbasha M, Bonfiglio F, Linnik J et al. Type III interferon restricts human B cell differentiation into plasmablasts. Cell Rep. 2020;33(1):108211. DOI:10.1016/j. celrep.2020.108211.

21. Ye L, Schnepf D, Staeheli P. Interferon : guardian of the upper airways. Nat. Rev. Immunol. 2019;19(10):614–625. DOI:10.1038/s41577-019-0182-z.

Пандемия коронавирусной инфекции (COVID-19) послужила новым толчком к разработке новых лекарственных препаратов. Интерфероны (ИФН) активно изучаются как потенциальные противовирусные средства. Наиболее перспективными с точки зрения эффективности и безопасности считаются ИФН I и III типов — альфа и лямбда (ИФН-α и ИФН-λ). При этом ИФН-λ демонстрирует существенные преимущества перед ИФН-α.

Применение экзогенных интерферонов при COVID-19 особенно оправдано, поскольку известно, что вирус SARS-CoV-2 подавляет экспрессию ИФН I, II и III типов [6] в инфицированных легких человека. Исследования показывают, что инфицированные SARS-CoV-2 альвеолярные макрофаги, в отличие от инфицированных, например, вирусом гриппа A, не способны распознавать вирус и инициировать синтез ИФН. Отсутствие выработки ИФН в альвеолярных макрофагах после заражения SARS-CoV-2 может объяснить начальную бессимптомную фазу COVID-19.

Экспрессия рецепторов ИФН-λ ограничена тканями с большим количеством эпителиальных клеток [21], такими как легкие, дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт. Такое распределение рецепторов дает ИФН-λ уникальные возможности для противовирусной терапии. На модели in vivo показано, что введение ИФН-λ может предотвращать распространение вируса гриппа в легкие [13], в то время как ИФН- предотвращает только репликацию вируса.

Разнородные паттерны ответа ИФН I и III типов в дыхательных путях у пациентов с COVID-19 могут быть связаны с тяжестью заболевания. Было показано, что 50 %-ная ингибирующая концентрация (IC50) рекомбинантного бычьего ИФН-λ в отношении SARS-CoV-2 на культуре клеток Vero в 30–50 раз ниже [8], чем IC50 человеческого ИФН I типа (α2b и β1a).

Для лечения COVID-19 существует потребность в оригинальном лекарственном препарате ИФН-λ с необходимыми фармакологическими свойствами, обеспечивающими максимальную тропность к эпителию и иммунокомпетентным клеткам дыхательных путей и легких. Из четырех известных подтипов ИФН-λ, наиболее подходящим для создания такого препарата представляется ИФН-λ1 (IL-29). Современные фармацевтические технологии позволяют использовать модифицированные формы генноинженерных белков для улучшения их фармакокинетических, фармакодинамических и токсикологических свойств. Перспективным направлением является иммобилизация интерферонов на инертных носителях, например, пегилирование — иммобилизация на полиэтиленгликоле (ПЭГ). Помимо химической конъюгации, существует технология электронно-лучевого пегилирования (ЭЛП), которая позволяет улучшить фармакокинетические свойства и снизить токсичность [1], повысить энтеральную биодоступность, обеспечить тканевое распределение и снизить аллергогенность [2, 3] интерферонов, сохраняя при этом их специфические фармакологические свойства. Рекомбинантный человеческий ИФН-λ1 (рчИФН-λ1), иммобилизованный посредством ЭЛП, предполагается использовать перорально, а также интраназальным и ингаляционным способами.

Для Цитирования:
Олейник Лариса Александровна, Мадонов Павел Геннадьевич, Противовирусная активность пегилированного интерферона лямбда-1 в отношении SARS-CoV-2 in vitro. Фармацевтическое дело и технология лекарств. 2026;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: