สารยับยั้งที่มีลักษณะคล้ายยาแสดงให้เห็นถึงความหวังในการป้องกันไข้หวัดใหญ่

ปัจจุบัน ยาต้านไข้หวัดใหญ่ที่มีจำหน่ายจะมุ่งเป้าไปที่ไวรัสเฉพาะหลังจากที่ไวรัสได้สร้างการติดเชื้อแล้วเท่านั้น แต่จะเป็นอย่างไรหากยาสามารถป้องกันการติดเชื้อได้ตั้งแต่แรก นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Scripps และวิทยาลัยการแพทย์ Albert Einstein ได้พัฒนาโมเลกุลที่มีลักษณะคล้ายยาที่สามารถทำได้ โดยเข้าไปขัดขวางการติดเชื้อไข้หวัดใหญ่ ในระยะแรก

สารยับยั้งเหล่านี้จะป้องกันไม่ให้ไวรัสเข้าสู่เซลล์ทางเดินหายใจของร่างกายโดยกำหนดเป้าหมายไปที่เฮแมกกลูตินิน ซึ่งเป็นโปรตีนที่อยู่บนพื้นผิวของไวรัสไข้หวัดใหญ่ชนิดเอโดยเฉพาะ ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciencesถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนายาที่สามารถป้องกันการติดเชื้อไข้หวัดใหญ่ได้

“เรากำลังพยายามมุ่งเป้าไปที่ระยะเริ่มแรกของการติดเชื้อไข้หวัดใหญ่เนื่องจากจะเป็นการป้องกันการติดเชื้อได้ดีกว่า แต่โมเลกุลเหล่านี้ยังสามารถใช้เพื่อยับยั้งการแพร่กระจายของไวรัสหลังการติดเชื้อได้อีกด้วย” Ian Wilson, DPhil ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาโครงสร้างที่ Scripps Institute ผู้เขียนหลักการศึกษากล่าว

สารยับยั้งจำเป็นต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมและการทดสอบเพิ่มเติมก่อนที่จะสามารถประเมินผลเป็นยาต้านไวรัสในมนุษย์ได้ แต่ผู้วิจัยกล่าวว่าโมเลกุลดังกล่าวอาจช่วยป้องกันและรักษาการติดเชื้อไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาลได้ในที่สุด และต่างจากวัคซีนสารยับยั้งอาจไม่จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงทุกปี

ก่อนหน้านี้ นักวิจัยได้ระบุโมเลกุลขนาดเล็ก F0045(S) ซึ่งมีความสามารถในการจับและยับยั้งไวรัสไข้หวัดใหญ่ H1N1 ได้จำกัด

"เราเริ่มต้นด้วยการพัฒนาวิธีทดสอบการจับกับเฮแมกกลูตินินปริมาณสูงที่ช่วยให้เราคัดกรองคลังข้อมูลขนาดใหญ่ของโมเลกุลขนาดเล็กได้อย่างรวดเร็ว และค้นพบสารประกอบหลัก F0045(S) ด้วยกระบวนการนี้" เดนนิส โวแลน ผู้เขียนหลักของการศึกษา นักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่ Genentech และอดีตรองศาสตราจารย์ที่ Scripps Institute กล่าว

ในการศึกษาครั้งนี้ ทีมวิจัยพยายามปรับโครงสร้างทางเคมีของ F0045(S) ให้เหมาะสมที่สุดเพื่อสร้างโมเลกุลที่มีคุณสมบัติคล้ายยาที่ดีขึ้นและมีความสามารถเฉพาะเจาะจงมากขึ้นในการจับกับไวรัส ในการเริ่มต้น ห้องปฏิบัติการของ Wolan ได้ใช้ "เคมีคลิก SuFEx" ซึ่งริเริ่มโดย K. Barry Sharpless, PhD ผู้ได้รับรางวัลโนเบล 2 สมัยและเป็นผู้เขียนร่วม เพื่อสร้างคลังข้อมูลขนาดใหญ่ของผู้สมัครที่มีโครงสร้าง F0045(S) ดั้งเดิมที่เปลี่ยนแปลงไป จากการสแกนคลังข้อมูลนี้ นักวิจัยสามารถระบุโมเลกุล 2 ตัว ได้แก่ 4(R) และ 6(R) ที่มีความสัมพันธ์ในการจับที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับ F0045(S)

จากนั้นห้องปฏิบัติการของวิลสันได้สร้างโครงสร้างผลึกเอ็กซ์เรย์ของ 4(R) และ 6(R) ที่เชื่อมโยงกับโปรตีนเฮแมกกลูตินินของไข้หวัดใหญ่เพื่อระบุตำแหน่งการจับของโมเลกุล กลไกของความสามารถในการจับที่เหนือกว่า และพื้นที่สำหรับการปรับปรุง

“เราแสดงให้เห็นว่าสารยับยั้งเหล่านี้จับกับแอนติเจนเฮแมกกลูตินินของไวรัสได้แน่นหนากว่าโมเลกุลหลักเดิมมาก” วิลสันกล่าว “ด้วยการใช้เคมีคลิก เราจึงขยายความสามารถของสารประกอบในการโต้ตอบกับไข้หวัดใหญ่ได้จริง โดยทำให้สารยับยั้งเหล่านี้จับกับช่องว่างเพิ่มเติมบนพื้นผิวของแอนติเจน”

เมื่อนักวิจัยทำการทดสอบ 4(R) และ 6(R) ในการเพาะเลี้ยงเซลล์เพื่อยืนยันคุณสมบัติต้านไวรัสและความปลอดภัย พวกเขาพบว่า 6(R) ไม่มีพิษและมีฤทธิ์ต้านไวรัสในเซลล์ดีขึ้นมากกว่า 200 เท่าเมื่อเทียบกับ F0045(S)

ในที่สุดนักวิจัยใช้แนวทางที่มุ่งเป้าหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ 6(R) และพัฒนาสารประกอบ 7 ซึ่งแสดงให้เห็นกิจกรรมต่อต้านไวรัสที่ดีขึ้นกว่าเดิม

“นี่คือสารยับยั้งเฮแมกกลูตินินโมเลกุลขนาดเล็กที่ทรงประสิทธิภาพที่สุดที่ได้รับการพัฒนาจนถึงปัจจุบัน” Seiya Kitamura ผู้เขียนหลักของการศึกษาซึ่งทำงานในโครงการนี้ในตำแหน่งนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Scripps Institute และปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ Albert Einstein College of Medicine กล่าว

ในการศึกษาในอนาคต ทีมงานมีแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพสารประกอบ 7 ต่อไป และทดสอบสารยับยั้งในแบบจำลองสัตว์ของโรคไข้หวัดใหญ่

“ในแง่ของศักยภาพ การปรับปรุงโมเลกุลจะเป็นเรื่องยาก แต่ยังมีคุณสมบัติอื่นๆ อีกหลายประการที่ต้องนำมาพิจารณาและปรับปรุงให้เหมาะสม เช่น เภสัชจลนศาสตร์ การเผาผลาญ และการละลายในน้ำ” คิตามูระกล่าว

เนื่องจากสารยับยั้งที่พัฒนาขึ้นในการศึกษานี้มุ่งเป้าไปที่สายพันธุ์ไข้หวัดใหญ่ H1N1 เท่านั้น นักวิจัยจึงกำลังพัฒนาสารยับยั้งที่คล้ายคลึงกันสำหรับสายพันธุ์ไข้หวัดใหญ่อื่นๆ เช่น H3N2 และ H5N1 ด้วย