Wywiad z dr inż. Eweliną Węglarz-Tomczak, byłym pracownikiem Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej, obecnie pracownikiem Uniwersytetu w Amsterdamie, gdzie kieruje projektem, który może pomóc w opracowaniu leku na COVID-19, a pierwsze ich wyniki zostały opublikowane w „Scientific Reports”.

Minął już rok od wybuchu pandemii COVID-19. Naukowcy na całym świecie pracują nad celowanymi terapiami stosowanymi w leczeniu zakażeń SARS-CoV-2. Przedmiotem Pani badań są inhibitory. Proszę na wstępie wyjaśnić, czym są i jakie może być ich znaczenie w opracowaniu terapii przeciwwirusowej.

Inhibitorami nazywamy cząsteczki, które mogą zahamować aktywność enzymów. Enzymy są to wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne. Proteazy cysteinowe to enzymy specjalizujące się w rozcinaniu bardzo specyficznych białek na mniejsze jednostki peptydowe. Proteaza cysteinowa podobna do papainy (PLpro) z wirusa SARS-CoV-2 odgrywa kluczową rolę w replikacji koronawirusa, odpowiada za inwazję i rozpad wirusowej poliproteiny na jednostki funkcjonalne. Jest konieczna do tworzenia nowych cząstek wirusa w komórkach ludzkich. Ponadto SARS-CoV-2 wykorzystuje ten enzym do oszukiwania naszego systemu immunologicznego, modulując układ odpornościowy gospodarza z korzyścią dla siebie. W ten sposób wirus może łatwo się rozmnażać i rozprzestrzeniać. Hamowanie aktywności PLpro stanowi bardzo obiecujący kierunek w poszukiwaniu leku na COVID-19.

Wraz z zespołem polskich i zagranicznych naukowców prowadzi Pani na Uniwersytecie w Amsterdamie badania, które mogą pomóc w opracowaniu leku na COVID-19. Pierwsze wyniki zostały właśnie opublikowane w „Scientific Reports”. Na czym polegały badania i jakie wyniki Państwo otrzymali?

Zidentyfikowaliśmy związki selenoorganiczne, ebselen i jego pochodne jako potencjalne leki przeciw COVID-19. Związki te okazały się bardzo efektywne w hamowaniu proteazy cysteinowej PLpro z wirusa SARS-CoV-2. Analiza miejsca aktywnego i mechanizmu katalizy PLpro doprowadziła nas do wniosku, że małe cząsteczki z planarnymi ugrupowaniami fenylowymi, które są zdolne do modyfikowania reszty cysteiny w miejscu aktywnym, mogą być skuteczne. Selenoorganiczny lek ebselen spełnia takie wymagania.

Jego wielkość, konformacja i zdolność do modyfikowania grupy -SH sprawia, że związek ten jest idealnym kandydatem do hamowania PLpro.

Po ustaleniu, że ebselen jest nieodwracalnym inhibitorem PLpro z SARS-CoV-2, zbadaliśmy, czy jego modyfikacja może zwiększyć siłę hamowania. Dwie spośród badanych pochodnych ebselenu okazały się najsilniejszymi do tej pory poznanymi cząsteczkami hamującymi aktywność enzymu PLpro z SARS-CoV-2. Przed nami jeszcze wiele różnych testów, ale mam nadzieję, że nasze odkrycie przyczyni się do rozwoju terapii przeciw COVID-19.

Czym jest ebselen i jakie jest jego działanie? Jak pochodne ebselenu mogą wpływać na nasz organizm?

Ebselen to syntetyczna cząsteczka selenoorganiczna o działaniu przeciwzapalnym, przeciwutleniającym i cytoprotekcyjnym. Sam ebselen, który okazał się aktywny również wobec proteazy cysteinowej z SARS-CoV-2, wykazuje bardzo niską toksyczność i nie ma barier w stosowaniu go u ludzi. Czy pochodna ebselenu, która jest najaktywniejsza wobec PLpro, także jest bezpieczna, to się okaże wkrótce. Wierzymy, że toksyczność pochodnej będzie równie niska.

W jaki sposób badania prowadzone przez Panią mogą pomóc w opracowaniu skutecznej terapii przeciw COVID-19? Ile według Pani potrzeba czasu na wynalezienie bezpiecznego i skutecznego leku? Jakie czynniki mają wpływ na ten proces?

Zidentyfikowaliśmy związki, które hamują aktywność kluczowego enzymu wirusowego. Są one zatem kandydatami na lek. Na naszą korzyść działa fakt, że sam ebselen jest nietoksyczny wobec ludzkiego organizmu. Myślę, że pochodne ebselenu będą równie bezpieczne.

Wszystko zależy od wyników badań oraz od nakładów finansowych. Mam nadzieję, że efektywne leki pojawią się już niedługo.

Obecnie kontynuuje Pani swoją pracę badawczą w ramach grantu z organizacji Innovation Exchange Amsterdam. Na czym będą polegać kolejne etapy projektu? Co jest największym wyzwaniem w prowadzeniu badań nad lekiem przeciwko COVID-19?

Trwają teraz intensywne badania mające na celu określenie aktywności związków wobec ludzkich komórek zakażonych SARS-CoV-2. Kolejnym i zarazem ostatnim etapem będą badania kliniczne na ludziach. Mamy nadzieję, że to wszystko zadziała. W sytuacji pandemii badania kliniczne mogą zostać znacząco skrócone.

Wyzwaniem jest pozyskanie funduszy na prowadzenie badań, w tym badań klinicznych, które są niezwykle kosztowne.

Rozmawiała: Aleksandra Fąferek