V Rusku byl představen inovativní vývoj pro boj proti HIV. Nový lék dokáže detekovat počet infikovaných buněk. Vědci navíc vyvíjejí kybernetickou protetiku a pracují na nejpevnějším keramickém materiálu.
Vynález vědců z Institutu epidemiologie je dalším krokem k léčbě infekcí HIV. Jakmile je virus v těle, proniká do buněk a integruje se do genomu. Existují dvě další cesty vývoje.
Dmitrij Kirejev, vedoucí laboratoře diagnostiky a molekulární epidemiologie Ústředního výzkumného ústavu epidemiologického: , jedná se o aktivní reprodukci. V tomto případě se uvnitř buňky objeví obrovské množství nových virových částic, které buňku opustí. Virus lidské imunodeficience má však i druhou možnost. Může přejít do latentní formy, v takovém případě se netvoří žádné nové virové částice.“
V prvním případě imunitní systém a antiretrovirová léčiva bojují s virem docela účinně, ve druhém jsou k ničemu. Abychom porazili HIV, musíme se naučit, jak zničit latentní spící buňky. Vynález ruských vědců je kalibrátor, který měří počet infikovaných buněk v lidském těle.
Dmitrij Kirejev: „Pokud farmaceutická společnost přišla s lékem, musí vyhodnotit, jak účinně tento lék ničí latentní formy viru. K tomu používají naši metodu v bodě nula, tedy před zahájením užívání léku, a pak pravidelně, například měsíčně, sledují, kolik buněk v těle zůstalo.“
Každý rok jsou v Rusku uděleny patenty na stovky, ne-li tisíce vynálezů. Letos je jednou z nejslibnějších metoda vytváření odolného keramického materiálu.
Oxynitrid hliníku lze použít v řadě průmyslových odvětví najednou. Lze z něj vyrobit průzor kosmické lodi nebo řezný prvek pro vrtačku. To vše díky svým vlastnostem: je docela odolný a průhledný. Oxid hlinitý a nitrid hliníku se smíchají a zahřejí na 1800 stupňů.
Vladimír Komlev, ředitel Ústavu metalurgie a nauky o materiálech pojmenovaný po Baykova RAS: „Nastávají problémy: kde můžeme vytvořit takovou teplotu? Jsou potřeba určité speciální pece s určitými ohřívači, takže zde vědci hledají různé poněkud záludné přístupy. Řekněme, že vytvářejí atmosféru pomocí různých plynů. V našem případě, pokud mluvíme o patentu, byla vytvořena dusíková atmosféra.
Další problém: v jakém poměru by se měly ingredience míchat a je možné snížit teplotu ohřevu?
Vladimír Komlev: „Existují takzvané pekařské přísady. K základnímu materiálu se přidá malé množství prášku, prášek se stejnoměrně promíchá, vytvoří se polotovar a toto malé množství aditiva pomáhá snížit samotnou teplotu.“
Absence několika prstů na vaší ruce není důvodem k tomu, abyste se vzdali své vášně pro kytaru. Ruská společnost je světovým lídrem ve výrobě kybernetické protetiky. Celkem řada zahrnuje 9 produktů pro různé typy poranění rukou.
Alexej Achmetšin, marketingový ředitel společnosti Motorika: „Existují tahové, mechanické, které fungují z tyčí, jsou bionické, které fungují z . Zde člověk stiskne a uvolní, protéza se otevře nebo zavře, takže změní gesta a může protézu používat v každodenním životě.“
Pravidelně se zde objevují nové typy a druhy protéz.
Andrej Davidjuk, šéf společnosti Motorika: „Tento měsíc jsme přidali další zastávky do našeho sortimentu.“
Rozšiřuje se také funkčnost již vyvinutých produktů. Například kybernetická protéza paže má předinstalovaných 14 gest a uživatel si může přidat svá vlastní prostřednictvím aplikací. Další na řadě jsou „hmatové“ protézy, aby uživatel mohl rozlišit, zda je předmět, který drží, tvrdý nebo měkký, a také jeho velikost.
Andrej Davidjuk: „V současné době aktivně vyvíjíme řídicí systém využívající umělou inteligenci, díky kterému bude ovládání protézy mnohem přirozenější.“
Než se vynálezy přesunou z vědeckých laboratoří do reálného života, trvá to samozřejmě čas.
Epidemie viru lidské imunodeficience, který napadá obranný systém organismu, začala v 1980. letech minulého století, ale lékaři stále nemohou její šíření zastavit. HIV se rychle stává odolným vůči lékům a nereaguje na léčbu. Jak potlačit reprodukci viru v těle, jaký nový lék schopný zcela vyléčit pacienty v současné době vyvíjejí ruští vědci a je možné vytvořit účinnou vakcínu proti HIV – čtěte v materiálu “Snob”
Každý stý člověk je nakažen
V Rusku do roku 2022 dosáhl počet lidí nakažených virem HIV asi 1,5 milionu lidí, což je 1 % populace země – taková data poskytuje doktor lékařských věd Vadim Pokrovsky, vedoucí specializovaného výzkumného oddělení epidemiologie a prevence AIDS v Ústředním výzkumném ústavu epidemiologie Rospotrebnadzor. Podle odhadů odborníků lze do roku 2030 očekávat dalších 660 tisíc nových případů nákazy.
Antiretrovirová terapie dnes pomáhá pacientům vést normální život a snižuje riziko nakažení jiných lidí i výměnou biologických tekutin (což zahrnuje nejen nechráněný pohlavní styk, ale i porod a kojení). Ale terapie nemůže člověka úplně vyléčit, aby se jeho tělo viru zbavilo. Dnes jsou známy pouze tři případy uzdravení z této infekce. „Berlínský pacient“ Timothy Ray Brown podstoupil v roce 2007 transplantaci kostní dřeně kvůli leukémii. Dárce měl mutaci v genu CCR5, díky kterému jsou krvinky vůči viru odolné. V důsledku toho Brown přestal užívat antiretrovirové léky a žil více než 12 let bez příznaků HIV. Virus nebyl v Brownově krvi detekován, přesto v roce 2020 zemřel na leukémii. Stejně se vyléčili „londýnský pacient“ Adam Castillejo a „düsseldorfský pacient“, jehož jméno vědci nezveřejnili. Transplantace kostní dřeně je však velká operace, která by byla příliš nebezpečná pro provedení u všech pacientů s HIV. Navíc si za to lékaři nemohou dovolit utrácet dárcovskou kostní dřeň, kterou je velmi těžké najít.
Vědci proto nadále aktivně hledají nové léky. V nové studii se ruští vědci z Federálního výzkumného centra biotechnologie Ruské akademie věd ve spolupráci s kolegy z USA a Itálie úspěšně pokusili získat prototyp léku, který by byl schopen zabít virus lidské imunodeficience v jeho „doupěti“, v neuronech. Sjednocený mezinárodní tým se tak poprvé přiblížil spíše k získání léku na vyléčení HIV, než aby se nemoc stala chronickou.
K tomu modelovali, syntetizovali, optimalizovali a podrobně studovali biologickou aktivitu více než 250 původních sloučenin, derivátů N-fenyl-1-(fenylsulfonyl)-1H-1,2,4-triazol-3-aminů. Původní myšlenkou bylo vytvořit novou generaci léků – inhibitorů HIV reverzní transkriptázy (enzymu odpovědného za „rozmnožování“ viru), přičemž takové léky by měly úspěšně projít hematoencefalickou bariérou, proniknout do neuronů, zničit tam virus a být netoxické pro samotné nervové buňky. To poslední, jak nám vědci řekli, se ukázalo jako nejtěžší: bylo nutné vytvořit dostatečně účinný lék v koncentraci, která nepoškodí buňky hostitelského organismu.
Abychom pochopili, jak drogy v této třídě fungují, vysvětlíme si stručně, jak se viry samy rozmnožují. RNA viry, včetně HIV, potřebují převést svou genetickou informaci z RNA na DNA. To je nezbytné k tomu, abychom buňku donutili syntetizovat nové virové částice, protože viry se nemohou množit bez použití dědičného mechanismu hostitelských buněk. K potlačení práce virového enzymu vědci navrhli novou generaci nenukleosidových inhibitorů reverzní transkriptázy HIV, které blokují aktivní centrum virového enzymu. Vynalezené molekuly brání enzymu ve změně tvaru, která je nezbytná pro jeho normální fungování. V důsledku toho virus nemůže replikovat své kopie, které by mohly infikovat nové buňky. O výsledcích své práce vědci informovali v předním světovém časopise v oblasti vývoje nových léků, Journal of Medicinal Chemistry.
Třpyt a bída antiretrovirové terapie
Stávající léky proti HIV mají mnoho nedostatků. Za prvé, virus rychle mutuje a vytváří rezistenci: 7 až 20 % pacientů (v závislosti na oblasti bydliště) je rezistentních na terapii od samého začátku a po obnovení léčby může být lék neúčinný pro 40 % pacientů. Za druhé, existující léky jsou u některých pacientů ze zdravotních důvodů kontraindikovány. Za třetí, moderní léky nejsou dostupné ve všech zemích kvůli jejich vyšší ceně a levnější léky předchozí generace jsou dost toxické a mohou způsobit cirhózu jater, pankreatitidu a další vážné následky a časem i vážné poškození neuronů v mozku. Pro kompenzaci rozvoje rezistence se antiretrovirová léčiva na HIV nejčastěji předepisují v kombinacích. Výsledkem je, že pacient v lepším případě řadu let po sobě užívá kombinaci léků, ale nemůže se viru zcela zbavit. Terapie nám navíc zatím neumožňuje překonat neurologické komplikace spojené s infekcí HIV, od drobných poruch paměti až po těžké příznaky podobné demenci. Všechny tyto problémy se snaží vyřešit ruští a američtí vědci.
„Tento výzkum provádíme společně s našimi americkými kolegy od roku 2016. Z naší strany byly práce částečně financovány z Ruské nadace pro základní výzkum, která se loni transformovala na Ruské centrum vědeckých informací, významné investice realizovalo také přímo Federální výzkumné centrum biotechnologií Ruské akademie věd a americký výzkum byl financován řadou grantů amerického Národního institutu zdraví. Jedinečnost nové molekuly spočívá v tom, že proniká hematoencefalickou bariérou, to znamená, že najde virus v neuronech mozku, kde může dlouho ležet ladem a skrývat se před jinými léky. Vzhledem k tomu, že sloučenina proniká touto bariérou, může také pomoci v boji proti neurologickým poruchám vyvolaným virem HIV,“ komentuje hlavní autor práce, akademik Vadim Makarov, doktor farmaceutických věd a vedoucí Laboratoře biomedicínské chemie Federálního výzkumného centra biotechnologií Ruské akademie věd.
K dosažení tohoto výsledku ruští vědci navrhli nápad, vyvinuli návrh a cesty syntézy pro stovky kandidátských sloučenin nové třídy, které na jedné straně mají schopnost blokovat HIV reverzní transkriptázu a na druhé straně procházejí hematoencefalickou bariérou. Domácí chemici a biologové získávali cílové sloučeniny, studovali jejich toxicitu a farmakokinetiku, určovali koncentraci sloučenin nejen v krvi, ale i v mozku zvířat a sledovali „osud“ a transformaci molekul při vstupu do těla. Američtí a italští spoluautoři studovali účinnost a bezpečnost sloučenin olova pro neurony. Výsledkem bylo, že vědci získali kandidáta na lék, který úspěšně potlačí reprodukci viru lidské imunodeficience i při velmi nízkých pikomolárních koncentracích. To z něj dělá potenciální lék s co nejmenšími vedlejšími účinky. Experimenty ukázaly, že prototyp vykazuje vysokou aktivitu jak proti „divokému“ mutantnímu typu HIV A17 (K103N/Y181C), tak proti dalším kmenům viru, které jsou nejčastěji rezistentní vůči působení již schválených léků. Zároveň je bezpečný pro neurony.
Je možné vytvořit vakcínu proti HIV?
Zatímco terapie postupuje pomalu, co takhle předcházet infekci? Vytvořit vakcínu je velmi obtížné: „zabité“ viry nedokážou vytrénovat imunitní systém správným způsobem, HIV může zůstat dlouho latentní a skrývat se před imunitním systémem a jeho obal je mnohem proměnlivější než většina ostatních virů. Navíc je obtížné najít dobrovolníky, kteří by tuto vakcínu otestovali, a její účinky na opice a lidi mohou být velmi odlišné. Pokusy o vytvoření takové vakcíny však pokračují. Minulý rok prošla vakcína na bázi modifikovaného adenoviru AAV8 bezpečnostním testováním ve Spojených státech. V Thajsku bylo zjištěno, že experimentální vakcína RV144 je bezpečná a snižuje riziko infekce o 31 %, což byl pro vědu velký úspěch. Pro schválení místním ministerstvem zdravotnictví je však nutná účinnost minimálně 50 %, takže tento výsledek zatím nelze použít.
Práce na nových vakcínách proti HIV probíhaly také v Rusku. V roce 2015 se jedna z nich, DNA-4, po 18 letech práce dostala do druhé fáze klinických zkoušek. Podle vedoucího výzkumné skupiny Alexeje Kozlova byl její vývoj později omezen, což označil za „důsledek nepochopení problému“. Většina vakcín proti HIV však nikdy nedosáhne testování na lidech kvůli nízké účinnosti nebo jiným problémům. Někteří selhali hned v cíli. Podobný příběh se stal s americkou vakcínou Uhambo, která byla ve třetí fázi klinických zkoušek prohlášena za neúčinnou. V důsledku toho investoři po mnoha letech čekání přišli o 104 milionů dolarů.
Další tuzemská vakcína, založená na lamích nanoprotilátkách, se začala loni testovat na myších v Novosibirsku. Tato vakcína aktivuje lidské B buňky. Tyto buňky poskytují humorální imunitní odpověď – produkují protilátky proti infekci. Pro vytvoření léku jsou protilátky od lam (stejně jako jiných zástupců čeledi velbloudů) vhodnější než lidské protilátky, protože jsou malé velikosti a mají jednodušší strukturu. Proto je mnohem snazší je syntetizovat v laboratoři a modifikovat k výrobě vakcín proti novým patogenům než lidské protilátky. Díky své jednodušší struktuře jsou nanoprotilátky lamy také stabilnější, takže jsou vhodnější pro skladování a přepravu.
Ale i kdyby byla právě teď dostupná vakcína, která by mohla zabránit HIV, stále by bylo na celém světě nakaženo asi 40,1 milionu lidí. Proto bude vývoj léků vždy prioritou. Zvláště pokud chceme ukončit epidemii HIV do roku 2030, jak si to Světová zdravotnická organizace klade za cíl.
Autor: Ekaterina Mishchenko