ОЛИГОПЕПТИД №2 — Пептидный пул с антимикробным, противовирусным действием

Антимикробные пептиды – возможная альтернатива традиционным антибиотикам. Связывание пептидов комплекса №2 приводит к дестабилизации мембраны бактериальной клетки и проникновению воды внутрь бислоя.

После появления пенициллина более чем 80 лет назад, человечество ведет ожесточенную борьбу с патогенными микроорганизмами. Широкое использование антибиотиков в терапии инфекционных заболеваний породило новые устойчивые к ним формы бактерий. На пороге 21 века медики и фармацевты столкнулись с проблемой поиска альтернативы традиционным антибиотикам. Для этой цели использование антимикробных пептидов может оказаться весьма эффективным.

Со времен открытия Флемингом пенициллина в 1928 году фармацевтами были созданы тысячи различных антибиотиков. Во второй половине 20 века бытовало мнение, что, благодаря вакцинации и активному использованию антибиотиков, с инфекционными заболеваниями будет покончено раз и навсегда. Однако быстрой и легкой победы над патогенными микроорганизмами достичь не удалось. Фактически, человечество простилось только с оспой. В цивилизованных странах в последние годы часто наблюдаются рецидивы ряда забытых болезней (бубонная чума, коклюш и др.), в то же время как в странах «третьего мира» ни о какой, даже временной победе над инфекциями, говорить не приходится. И это не единственная проблема. Оказалось, что любые бактерии способны достаточно быстро (от нескольких месяцев до нескольких лет) выработать устойчивость (резистентность) к практически любому антибиотику. Таким образом, стремительный рост числа вводимых в клиническую практику структурно новых антибиотиков, наблюдавшийся в середине прошлого столетия, сменился длительным инновационным кризисом, который продолжается и сегодня. Более того, широкое применение антибиотиков в качестве лекарственных препаратов привело к накоплению устойчивых форм микроорганизмов. Распространены случаи устойчивости целого ряда патогенов человека (Enterococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosis, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumonia, Vibzio cholera и пр.) практически к любому из применяемых препаратов.

Антимикробные пептиды комплекса №2 представлены огромным пулом антимикробных, противовирусных и противогрибковых компонентов.

Антимикробные пептиды. Принципиально новым классом природных антибиотиков, которые могут прийти на смену традиционным препаратам, являются так называемые антимикробные пептиды. Это относительно короткие молекулы (в среднем порядка 30-40 аминокислот), способные убивать клетки микроорганизмов. Антимикробные пептиды служат первичной мерой защиты от патогенов и задействованы в системе врожденного иммунитета. Пептидный пул №2 включает в себя молекулы из многих тканей и типов клеток, некоторые хемокины, цитокины, нейропептиды и фрагменты белков. Также содержит ряд пептидов, производимых собственно микроорганизмами, например, низин.

Пептидный пул №2 содержит огромное разнообразие антимикробных пептидов, которые можно разделить на несколько групп:

— линейные, альфа-спиральные пептиды (например, магаинин, меллитин, цекропин);

— пептиды, богатые определенной аминокислотой (например, гистидином или пролином);

— пептиды, имеющие сложную пространственную организацию, содержащие дисульфидные мостики, тиоэфирные циклы и др. (к ним относятся дефензины, протегрины и лантибиотики – высокоактивные бактериальные пептиды).

Для большинства таких пептидов характерно несколько общих черт: высокий положительный заряд, пространственное разделение гидрофобных и гидрофильных участков молекулы (амфифильность). Амфифильность является важной особенностью антимикробных пептидов, которая обеспечивает возможность одновременно выгодно взаимодействовать с гидрофобным ядром липидной мембраны и полярным окружением (например, с водой).

Выделяют два основных типа воздействия антимикробных пептидов на клетки: ингибирование метаболических процессов или нарушение целостности клеточной мембраны. Большинство антимикробных пептидов комплекса №2 вызывает гибель бактериальной клетки по второму механизму. Лишь для некоторых пептидов комплекса №2 показано действие по первому типу, среди них лантибиотики, которые селективно связываются с предшественником бактериальной стенки. Для того, чтобы достигнуть плазмолитической бактериальной мембраны, пептиды предварительно должны преодолеть несколько слоев клеточной стенки. В случае грамм-отрицательных бактерий она состоит из внешней полисахаридной мембраны и пептидогликанового слоя. У грамм-положительных бактерий пептидогликановый слой развит гораздо сильнее. Пептиды обычно беспрепятственно достигают плазматической мембраны, и именно ее разрушение приводит к гибели бактериальной клетки. Несмотря на то, что для антимикробных пептидов характерно довольно высокие концентрации (10-7-10-6 моль, 10-9 моль у лантабиотиков) и низкая селективность, они обладают некоторыми преимуществами: способность быстро убивать клетки-мишени, широкий спектр действия, активность в отношении штаммов, резистентность в отношении штаммов, резистентных к другим антибиотикам, а также относительная трудность в развитии устойчивости.

Антимикробные пептиды являются также эффективными в терапии даже туберкулеза.

Противовирусные пептиды комплекса №2 обладают высокой противовирусной активностью в отношении широкого спектра вирусов, включая вирус гриппа человека (H1N1).

Пептиды комплекса №2 блокируют вирусный белок М2, играющий роль ионного канала в вирусной мембране. К тому же они ингибируют вирусную нейроминидазу – фермент, необходимый для нормального почкования вирусных частиц и проявления инфекционных свойств вируса. Пептидный пул №2 проявляет высокую эффективность лечения острых и хронических вирусных инфекций. Пептиды комплекса №2 имеют высокую степень сродства к белку NP вируса и эффективно ингибируют ого репликацию. Пептиды комплекса №2 эффективны против 85% РНК-геномных вирусов человека. Также ингибируют вирусные полимеразы.

В последние годы, в связи с разработкой фундаментальных подходов в области молекулярного дизайна, появились принципиально новые возможности в конструировании препаратов, максимально направленных на конкретную молекулярную мишень, характерную для вируса и отсутствующую в клетке хозяина. На основании анализа аминокислотных последовательностей функционально значимых вирусных белков, разработаны их олигопептидные ингибиторы комплекса №2. Эти ингибиторы угнетают репродукцию вируса иммунодефицита человека, вирусов гепатитов, папилломавируса, аденовируса, короновируса, респираторно-синтициального вируса, цитомегаловируса человека, вирусов лихорадки денге и Западного Нила, вируса гриппа и др..

Для профилактики и лечения различных заболеваний предпочтение отдается препаратам, обладающим возможно более широким спектром фармакологической активности. Большие возможности в разработке лекарственных препаратов связаны с конструированием пептидов, гомологичных функционально значимым доменам вирус-специфических белков.

Для разработки препаратов, направленных на конкретные молекулярные мишени, необходимо понимание структуры и функции отдельных доменов вирусных белков, играющих ключевую роль в жизненном цикле вируса. В связи с этим необходимо в каждом случае осуществлять выбор вирус-специфических белков – перспективных лекарственных мишеней. Применительно к большинству вирусов среди таких мишеней особого внимания заслуживают каталитическая субъединица РНК-зависимой РНК-полимеразы как фермент, катализирующий синтез вирусной РНК и полифункциональный неструктурный белок NS1, в значительной степени определяющий патогенность вирусов. Полимераза вирусов, как и белок NS1 являются, с одной стороны, консервативными белками среди всех типов и подтипов вирусов, а с другой – жизненно необходимыми компонентами в цикле вирусной репликации в клетке. Третичная структура каталитической субъединицы вирусов недавно была расшифрована.

Относительно низкомолекулярные соединения проникают в цитоплазму сравнительно легко в силу малых размеров молекулы.

Комплекс №2 содержит синтетический пептидный препарат, обладающий двумя важными качествами: противовирусной активностью (в том числе в отношении вируса гриппа) и способностью проникать через клеточную мембрану без дополнительных модификаций. Поставленная задача решена путем синтеза низкомолекулярного аспарагина – богатого пептидного ингибитора вирусной репликации, соответствующего последовательности белка РВ1, направленного на самосборку полимеразного комплекса вируса. Установлено, что при отсутствии токсичности и относительно малой молекулярной массе этот пептид обладает высокой селективностью в отношении различных вирусов, в том числе вируса гриппа. Благодаря специфическому аминокислотному составу этот пептид проявляет противовирусные свойства без дополнительных химических модификаций или специальных приемов для облегчения его проникновения в клетку.

Клинические испытания убедительно подтверждают вывод, что в опытах РВ1 проявляет низкую токсичность и высокую противовирусную активность, в том числе, в отношении вирусов гриппа человека и птиц. Его способность ингибировать репликацию вируса H1N1 оказалась примерно в 4 раза выше, чем у препарата сравнения- ремантадина. Кроме того, этот пептид обладает более широким спектром противогриппозной активности по сравнению с ремантадином, который проявляет активность (ингибирующие свойства) против гриппа птиц А (H5N2), но не против вируса гриппа человека А (H1N1).

Преимущества синтезированного пептида в составе пептидного комплекса №2 перед ремантадином делают его пригодным для использования в качестве препарата для борьбы с вирусной инфекцией.

Пептиды препарата (комплекса) №2 являются также противогрибковым препаратом широкого спектр действия.

Пептидный комплекс №2 рекомендуется при кожных микозах, как средство терапии против системных кандидозных инфекций, при поражениях ногтевых пластин. Препарат обладает высокой активностью против грибковых возбудителей.

Грибковая инфекция в организме может распространяться в трех основных направлениях – поражение кожных покровов, разрушение ногтевых пластин и инфекция внутренних органов. Противогрибковые пептиды комплекса №2 воздействуют более чем на 500 видов условно-патогенных и патогенных грибов. Комплекс №2 является пептидным препаратом с широким спектром противогрибкового действия, активным против большинства возбудителей грибковых заболеваний.

Поражение ногтевых пластин на руках и ногах, кожный грибок, а также грибковые болезни внутренних органов на разных стадиях развития требуют достаточно длительного применения комплекса №2 – от 3-х до 12 месяцев.

Комплекс №2 подходит для лечения поражений, вызванных дрожжеподобными грибками (в том числе кандидозной природы), диморфными, плесневыми патогенами, дерматофитами, актиномицетами.

Распространенная и неприятная инфекция обнаруживается на внутренних органах, такой вид поражений происходит от кандид-дрожжеподобных грибков. Заболевания относятся к системным (висцеральным, генерализованным) кандидомикозам, грибки распространяются в желудочно-кишечном тракте, на органах дыхания, в мочевыделительной системе. Реже — в нервной и сердечно-сосудистой системе, в мозговой ткани. Комплекс №2 проявляет активность даже при хронических, гранулематозных формах висцеральных кандидозов.

Комплекс №2 является препаратом широкого спектра действия для лечения грибка кожи. Все виды кожных поражений грибковыми патогенами обобщены одним названием: дерматофития (или дерматомикоз). Локализация – область паха, стопы и кисти, гладкая кожа тела, распространены и поражения ногтей грибками — дерматофитами.

Таким образом, пептидный комплекс №2 обладает широким спектром антибактериальной, противовирусной и противогрибковой активности.