Вирус Зика сейчас у всех на слуху из-за его влияния на развитие плода в утробе матери. В странах, где замечено распространение этого заболевания, правительство иногда даже рекомендует молодым семьям подождать и планировать рождение ребенка уже после снижения количества случаев заболевания в регионе. Ученые многих стран стараются разработать надежное оружие для борьбы с вирусом Зика. Можно ли использовать для этого современные технологии?
Специалисты нашей компании считают, что можно. Мы планируем начать борьбу не только с Зика, но и с сотнями других вирусов, от возбудителя Эбола до обычного гриппа. Специалисты из IBM Research разработали макромолекулу, органическое соединение, которое позволяет бороться с вирусами, устойчивыми к традиционным противовирусным лекарственным препаратам. Молекула разработана объединенной командой IBM Research и Сингапурского института биоинжиниринга и нанотехнологий (IBN).
Новая макромолекула содержит три компонента, которые способны подавлять вирусы. Один компонент использует электростатические связи для блокировки очага распространения вирусов. В этом случае вирус просто не может заражать здоровые клетки. Второй инструмент помогает изменить pH внутри зараженных клеток, что усложняет для вирусов процесс размножения. И, наконец, молекула содержит маннозу, изомер глюкозы, который попадает в здоровые клетки иммунной системы и обеспечивает более эффективную борьбу с вирусами, направляя их на борьбу с инфекцией.
Макромолекула, о которой идет речь, не является концептом, это уже готовое биохимическое соединение, которое неплохо показало себя в лабораторных условиях. Так, созданные нашими специалистами макромолекулы отлично борются с несколькими видами вирусов, включая возбудителей Эбола, лихорадки Денге и герпеса. Более того, ученые не наблюдали признаков устойчивости вирусов к такому методу борьбы с ними. Собственно, подобный результат ожидался, поскольку макромолекулы разрабатывались для прерывания вирусного процесса, вне зависимости от скорости мутации самого вируса. Команда исследователей уже опубликовала результат своей работы в издании «Macromolecules».
Переносчиком многих вирусных инфекций являются комары определенных видов
«В мире очень много вирусов, и все они довольно сложные. У большого числа вирусов — нестабильный геном, который позволяет им быстро мутировать», — говорит Джеймс Хедрик, ведущий научный сотрудник в IBM Research.
«По этой причине вы не можете создавать лекарственный препарат для каждого из вирусов. Мы увидели другой путь, который позволяет изменять свойства поверхности вирусов, включая электрический заряд. Мы считаем, что это может быть хорошей отправной точкой для создания универсального средства», — продолжает он.
Конечно, сейчас значительную проблему представляет собой вирус Зика, который, как уже говорилось выше, влияет на развитие ребенка во время его пребывания в утробе матери. Ученые еще не проверяли влияние макромолекулы на этот вирус, но они уверены, что инструмент будет достаточно эффективным. Дело в том, что вирус Зика похож на Денге, одного из четырех серотипов вирусов. На возбудителя лихорадки Денге макромолекула влияет крайне негативным образом: скорость размножения вирусов снижается. Поэтому вполне возможно, что и вирус Зика будет реагировать схожим образом. Интересно, что когда ученые начинали свою работу, вирус Зика еще не проявил себя, о нем знали только вирусологи.
В настоящее время ученые планируют привлечь к своей работе IBM Watson. В частности, они хотят применить инструмент Watson Discovery Advisor для анализа первичных данных клиник, где уже провели тестирование макромолекулы. «IBM Watson может сыграть ключевую роль в нашей работе, он помогает оптимизировать наши инструменты и методы, которые мы используем для борьбы с вирусами», — говорит доктор Хедрик. Когнитивная система поможет исследователям сделать новые открытия, которые позволят бороться с вирусами максимально эффективно.
В ближайшее время IBM попытается разработать на основе макромолекулы антивирусный препарат. Возможно, это будет спрей или мазь. Новинка будет чрезвычайно полезной в плане борьбы с опаснейшими вирусными заболеваниями. Макромолекула может усиливать как иммунную систему человека, так и служить профилактическим средством, которое будут использовать в больнице для предотвращения распространения вирусных инфекций.
Комментарии (38)
DrSavinkov
31.05.2016 19:16«электростатистические связи» — так и было задумано или всё же опечатка?
DrSavinkov
02.06.2016 13:34Зашибись. Ошибку исправили, но минус таки кто-то влепил. Спасибо этому человеку.
vsespb
31.05.2016 19:36Вирус Зика нынче в тренде? Вирус гриппа менее опасен?
superhimik
31.05.2016 19:52+1Вирус Зика приводит к микроцефалии, если мать во время беременности была инфицирована. Это пострашнее гриппа будет.
vsespb
31.05.2016 19:55Вроде ж это была недоказанная теория, растиражированная в СМИ, а вирус гриппа у новорождённых может и к смерти привести.
superhimik
31.05.2016 20:17+1Уже доказано. Что касается второго, то тут уже этический момент: что тяжелее для родителя.
SpiritOfDarkDragon
31.05.2016 20:23Название статьи меня почему-то сильно напрягло, и вызвало некоторые тревожные чувства.
asvishnyakov
01.06.2016 00:55Meklon, прокомментируй, а. А то складывается ощущение что нам предлагают очередное чудо-лекарство от всего.
ru1z
01.06.2016 04:17Скорее всего оно таки уже работает само по-себе. Т.е. уже есть какая-то молекула с некоей полезной активностью.
Вероятная функция IBM Watson в этом случае —извлечь пользупосмотреть на данные с точки зрения улучшения полезных характеристик и создания доказательной базы (диагностическая). Антивирусных препаратов со схожими идеями (ингибиторы и вакцины на основе олигосахаров) разработано довольно много. Прорыва вероятно не будет, однако хорошее противовирусное средство будет далеко не лишним.
Iamkaant
01.06.2016 12:01Расскажите подробнее о роли Watson в исследовании. Он делает QSAR? Из текста выходит, что он подбирает лекарственную форму. Не совсем понятно тогда, зачем для этой работы нужен суперкомпьютер.
ZaMaZaN4iK
06.06.2016 09:25Каждый может и сам поучаствовать хоть немного в борьбе с этой и не только этой заразой. Проект World Community Grid как раз создан именно для этого. Вы можете пожертвовать часть мощностей своего компьютера в распределённую вычислительную сеть. И хоть немного поможете в этом. Используется клиент Boinc, есть версии клиентов под Windows и GNU/Linux(про Mac не знаю), Android(в Google Play есть приложение, поддерживаются проекты Outsmart Ebola Together и OpenZika). Для расчётов используется процессор (видеокарту можно задействовать в других проектах, MilkyWay, например).
Присоединяйтесь. Полезные ссылки:
boinc.berkeley.edu
secure.worldcommunitygrid.org/index.jsp
milkyway.cs.rpi.edu/milkyway
TheDoctor
06.06.2016 09:26еще www.worldcommunitygrid.org/discover.action ищет лекарство от вируса Зика.
Поиск с помощью Watson аналогичен поиску с помощью world community grid или это абсолютно разные направления?
superhimik
Как ваша макромолекула будет проникать в клетку? Как на неё реагирует иммунная система? Спреи и мази — это лекарственные формы для местного применения. Как локальное применение поможет при системной инфекции? Где ссылка на статью?:-D
marks
Спрей или мазь — это профилактическое средство, только один из способов применения нового средства. По реакции иммунной системы — исследования еще ведутся, о чем писалось выше, как только исследование будет завершено, сразу же последует подробная публикация в авторитетном медицинском журнале.
superhimik
А как же Macromolecules?
superhimik
Я могу себе представить, предположим, уж простите за физиологию, вагинальную мазь как средство профилактики заболеваний, передающихся половым путём, в том числе, кстати, и вируса Зика. Но как она может помочь при передаче от укуса комара? Смазать место укуса???
glushak
Вещество попадает в роквь (тут уже проблема биодоступности, но допустим), а дальше уже действует системно, ибо кровоток-то у нас везде.
superhimik
Кровоток — везде, а вирус — в клетке. Полимеры как туда проникнут?
dbanet
Я вот не билалаг, и вот не могу понять. Механизм функционирования вирусов же известен — использование ресурсов клетки для репликации, в т. ч. репликации собственной произвольной генетической информации, i.e. всяких нуклеиновых кислот.
Неужели так сложно взять какой-нибудь подходящий безвредный вирус, например вирус гриппа, и изменить его генетическую информацию на какую нужно? Пусть клетка сама собирает из своих же ресурсов, что нужно, а механизм доставки протестирован over 9000 лет эволюции.
glushak
Что именно Вы предлагаете собирать с этим вирусом?
Такие попытки делаются — создаются вирусы для лечения заболеваний. Каждый конкретный случай — это десятки тысяч человеко-часов, причем нетривиальной творческой работы. И шансы на успех крайне малы, к сожалению.
dbanet
Sadler IMnEpaTOP, спасибо за мнение.
Ты, судя по моей внутренней ванге, есть единственный из ответивших, кто занимался областью. Зачем отвечать в иных случаях мне неведомо.
Было бы здорово увидеть какие-нибудь технические детали (например, что на данный момент является самым значительным препятствием, или решение какой проблемы вам бы хотелось получить больше всего) вместо, без обид, общих слов, не сообщающих ничего интересного и/или полезного, ведь по сути сообщение читается как «действительно, то, о чём ты думаешь, не полный бред» (что хуже, чем «это полный бред, потому что ..., ...,… и ...»), «исследования требует ресурсов» и вообще выглядит чуть ли не троллингом на тему «учёные скрывают».
Не забуду заметить, что конструкции вида «что именно вы предлагаете? То, что вы предлагаете, уже делают», когда второе предложение подразумевает знание ответа на вопрос в первом предложении, вызывают недоумение.
glushak
http://www.cell.com/cell-reports/abstract/S2211-1247(16)30298-4
Похожим проектом занимаются люди на моей кафедре.
Если Вы совсем не разбираетесь в вопросе, как Вам в дохдочивой форме объяснить это все в пределах одного комментария? Руки в Гугл — и вперед.
Изучите генетику, молекулярную биологию (особенно хорошо бы клеточный сигналинг, а также посттрансляционную регуляцию), научитесь готовить среды для культивирования, тогда поговорим.
IMnEpaTOP
Вирусы мутируют (потому что особая форма существования, но всё же на жизнь похожая). Если мы используем вирус для создания ГМО, то в случае растения и животного мутация не так страшна. А вот с человеком уже проблемы (этические, финансовые, юридические). Вот там про CRISPR/Cas-9 упоминали — погуглите. Может это вариант решения. А может и нет. В любом случае ответ не простой, пока этические комитеты, религия и пастухи не относятся к теме с оптимизмом и интересом.
Sadler
Я вот тоже не биолог, но понимаю, что это бы сработало только если бы можно было запихнуть внутрь вируса всю днк из ядра клетки и массово «патчить» организм, устраняя мутации, вирусные поражения, и даже останавливая рост опухолей. Но, увы, ни один вирус даже близко не сможет внедрить такие объёмы данных. Разве что попытаться создать дикое количество мелких патчей под конкретную днк, чтобы они проверяли отдельные участки. Лично мне интереснее было бы подумать о возможности модификации мембран клеток, чтобы все вирусы человека оказались несовместимы с таким генномодифицированным человеком.
glushak
Почитайте про CRISPR/Cas-9. Вас приятно удивит, что именно так, по большому счету, и делают.
IMnEpaTOP
А ещё они мутируют.
SchmeL
Ну как бы вирус гриппа вовсе не безвредный. А возглавляет пятерку самых опасных вирусов на сегодняшний день.
glushak
Вирус до попадания в клетку довольно долго может находиться в крови. Это раз. ВО-вторых, не увидел ничего про полимеры. Макромолекулы в медицинской химии не всегда полимер. Знаю, для Вас, как для химика, это звучит дико, но вот медхимики вполне себе называют «макро» все, что довольно «увесистое».
Во-вторых, если макромолекула неполярная, то вполне себе можно ее заставить через мембрану клетки пройти внутри. Можно сделать ее похожей на какой-нибудь субстрат для транспортера, но это уже довольно проблематично.
А вообще, почитал бы оригинальные статьи, потому что это было бы достаточно полезно в плане того, куда идти. Потому что сейчас для попытки излечить вирус делают реверс-инжиниринг генома клеток, что получается в сотых процента случаях. Если короче, то такая «таблетка» может стать панацеей.
superhimik
Если бы вирус долго находился в крови, то он бы не выживал, так как есть иммунная система, которая его быстро словит, он должен как можно быстрее попасть в клетку и спрятаться. Во-вторых, наверняка заражающая доза не велика. Я сомневаюсь, что эти сотни вирионов словит «макромолекула».
Теперь что касается проникновения в клетку. Конечно. теоретически это возможно. Но только не в виде мази. Макромолекулы через эпидермис не пройдут.
ru1z
Все-таки почти наверняка речь идет про дендримеры. Тем более, что маннозу упомянули. Вообще, текст очень мутно написан, фактически ничего не обещается, так как под такие лозунги может попадать все что угодно, начиная с компонентов вакцины/адьюванта или вирусных ингибиторов и заканчивая ерундой вроде кагоцела и других недопрепаратов:
superhimik
Вот согласен. Вроде и публикация есть, а ссылку не хотят давать…
Vjatcheslav3345
Бывают водорастворимые полимеры {'Водорастворимые полимер-стабилизированные нанокластеры металлического серебра и ассоциатов дифильных ионов как основа для полимерных лекарственных препаратов'
Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com/content/vodorastvorimye-polimer-stabilizirovannye-nanoklastery-metallicheskogo-serebra-i-assotsiatov#ixzz4AIiVjNgJ
}
tumikosha
Смешают с димексидом. Он протащит макромолекулы под кожу
superhimik
в данном случае не протащит.
tumikosha
Жаль!
tumikosha
А что вообще димексид протаскивает, а что нет?
superhimik
Димексид протаскивает низкомолекулярщину, макромолекулу он не протащит. Макромолекулы вообще не проникают через кожу в том случае, если они находятся в растворе. Можно делать всякие липосомы, наносомы и прочие средства доставки, правда.