Распределенные вычисления помогли найти новое лекарство от лихорадки денге
Максим Малаховский, distributed.org.ua по материалам World Community Grid: A new drug lead to combat dengue fever
Доктор Стэн Ватович (Stan Watowich) из Медицинского отделения Техасского университета (University of Texas Medical Branch, UTMB) в Галвестоне делится с многочисленными участниками объединения World Community Grid радостной новостью. Ученые, привлекшие в Discovering Dengue Drugs – Together project (проект «Все вместе – на поиск лекарства от денге») большие вычислительные мощности волонтеров со всего мира, спустя годы исследований смогли обнаружить очень перспективное лекарственное вещество для борьбы с опасным тропическим заболеванием – лихорадкой денге.
Люди, пораженные лихорадкой денге, испытывают во время болезни мучительные суставные и мышечные боли, высокую температуру и головную боль. Тяжелая форма заболевания, известная как геморрагическая лихорадка денге, является одной из основных причин госпитализации и смерти среди детей во многих азиатских и латиноамериканских странах. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 40% населения мира находится под угрозой заболевания лихорадкой денге. По некоторым оценкам, в 2010 году с денге было связано около 390 млн. случаев заболеваний в мире.
Переносчиками инфекции денге являются комары, а наиболее критическая эпидемиологическая ситуация наблюдается в тропических и субтропических регионах развивающихся стран Африки и Латинской Америки. Вирусы-возбудители лихорадки денге принадлежит к флавивирусам (лат. Flaviviridae) – семейству вирусов, к которым относятся также вирусы, вызывающие гепатит С, лихорадку Западного Нила и желтую лихорадку.
Несмотря критическую опасность лихорадки денге в глобальном масштабе, это вирусное заболевание не получило до недавнего времени пристального внимания международного исследовательского сообщества и считается одной из забытых тропических болезней. В настоящее время не существует одобренных вакцин или надежных методик лечения этого заболевания. Поэтому в 2007 г. исследователи из Техаса запустили проект поиска перспективных лекарственных веществ от лихорадки денге с использованием компьютерного скрининга химических соединений, которые потенциально могут обезвреживать вирус, вызывающий это заболевание.
Благодаря привлеченным вычислительным ресурсам исследователи из Техасского университета смогли проанализировать особенности взаимодействия вируса с 3 миллионами химических соединений – потенциальных лекарственных молекул, от которых требовалось проявить способность связываться с биомолекулами вируса и отключать его ферменты. К 2009 году уже было найдено несколько тысяч перспективных химических соединений и появилось возможность перейти к следующему этапу тестирования. Из этих соединений были отобраны самые сильные вещества с целью дальнейшего превращения их в лекарственные препараты, которые могут быть пригодны для клинических испытаний на людях.
Когда выполнялись дополнительные расчеты на веб-портале для расширенного обнаружения лекарственных молекул с помощью компьютерной техники DrugDiscovery@TACC, было сделано потрясающее открытие. Одна из ранее отобранных молекул продемонстрировала успех в связывании и отключении ключевого фермента вируса денге, ответственного за способность вируса к репликации – протеазы NS2B-NS3pro.
Рисунок из статьи в J. Chem. Inf. Model.
Более того, найденная молекула, вероятно, сможет также эффективно отключать ферменты флавивирусов, которые вызывают лихорадку Западного Нила. Важно отметить, что открытое вещество не показывает каких-либо негативных побочных эффектов – оно не токсично для организма, обладает низкими уровнями канцерогенности и мутагенности. Все это делает вещество перспективным кандидатом в противовирусное лекарство от денге и других флавивирусов.
Теперь исследователи из Техасского университета работают с химиками над синтезом этого кандидатного лекарственного вещества «в пробирке» с целью повышения его активности для начала запланированных доклинических и клинических испытаний.
Доктор Стэн Ватович еще раз выражает глубокую признательность всем участникам распределенных вычислений из World Community Grid за их бесценный вклад в сделанное открытие. Он также надеется, что остальные исследования, которые сейчас идут в рамках объединения, также закончатся выдающимися открытиями и послужит во благо науки и на пользу человечества.
Статья Viswanathan et al. Identification of a Novel Inhibitor of Dengue Virus Protease through Use of a Virtual Screening Drug Discovery Web Portal опубликована в последнем номере Journal of Chemical Information and Modeling.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
09.12.2014