Lőrincz Eszter Boglárkaa,b, Bakai-Bereczki Ilonaa, Herczegh Pála, Borbás Anikóa
a DE-GYTK, Gyógyszerészi Kémia Tanszék, 4032 Debrecen, Egyetem tér 1
b Debreceni Egyetem, Gyógyszerészeti Tudományok Doktori Iskola
Az influenza az egyik legsúlyosabb vírusfertőzés, amely a társadalmat fenyegetheti. A 10 leghalálosabb vírus közé sorolják. A vírus mutációja miatt a szezonális influenzajárványok mellett akár világméretű járványok is kialakulhatnak. A 2009-es H1N1 világjárvány óta a WHO fokozottabb figyelmet szentel az influenza elleni védekezésre és kezelésre. A WHO szakemberei számos tudóssal karöltve 2019-ben felhívták a figyelmet arra, hogy az influenza napjaink egyik legfenyegetőbb világjárványát okozhatja. Világszerte egy átlagos influenza szezonban 1 milliárd ember fertőződik meg, ebből 3-5 millió eset súlyos és körülbelül 300000-600000 ember hal meg [1].
Az 1918-as spanyolnáthának nevezett járvány a leghalálosabb influenzajárvány volt a történelemben. A világ lakosságának egyharmada megfertőződött és körülbelül 50 millió ember halt meg. Bill Gates és az Institute for Disease Modeling készített egy szimulációt, amelyben bemutatják, hogy napjainkban fél év alatt egy a spanyolnáthához hasonló járvány közel 33 millió embert ölne meg világszerte [2]. A WHO a 2019-2030-as időszakra kiadott egy stratégiai tervet, melyben felhívják a figyelmet arra, hogy a világnak fel kell készülnie egy esetleges állatról emberre terjedő világjárvány kialakulására. Növelni kell a felkészültséget, újabb és jobb gyógyszereket és vakcinákat szükséges kifejleszteni [1].
Az influenzaellenes gyógyszereket három csoportba sorolhatjuk. Az első csoportba tartoznak azok, amelyek a vírus M2 protoncsatornáját célozzák meg. Ezeket manapság a magas rezisztencia és a kis hatékonyság miatt nem használják. A második csoportba a legáltalánosabban használt neuraminidáz-inhibitorok tartoznak, mint például az oszeltamivir, zanamivir, peramivir. Az influenza felületén két fontos glikoprotein található: a neuraminidáz és a hemagglutinin. Az utóbbi a vírus megtapadásáért felel a gazdasejtek felületén, az első pedig a vírus szaporodása után az új vírusrészecskék elszakadását segíti a gazdasejt felületéről. A neuraminidázgátlók ezt a folyamatot gátolják. Ezek a szerek sajnos nem elég hatékonyak a vírussal szemben, mindössze fél-egy nappal csökkentik a tünetek időtartamát [3]. 2018 végén az FDA jóváhagyott egy új gyógyszert, a baloxavir marboxilt. Ez egy új hatásmechanizmusú, cap-függő endonukleáz inhibitor, ami a vírusos RNS-ek szintézisét akadályozza meg [4].
Habár már léteznek gyógyszerek a kezelésre és vakcinák a megelőzésre, az influenzavírus mutációja miatt ezekre a gyógyszerekre az új törzsek rezisztenssé válhatnak, illetve a vakcinák az új mutáció esetén nem biztosítanak védelmet az aktuális vírus ellen. A 2008-2009-es időszakban egy
86
specifikus neuraminidázmutáció alakult ki a H1N1 influenza törzsben, amely teljes (99,4%-os) oszeltamivir elleni rezisztenciát eredményezett [5].
A WHO szerint nagyon sürgető feladat az új hatásmechanizmusú influenzaellenes gyógyszerek kutatása és kifejlesztése. A vírus gazdasejten való megtapadásának gátlása igen ígéretes hatásmechanizmus lehetne. Sajnos nincs még forgalomban hemagglutiningátló szer, pedig a vírus megtapadásának gátlásával a fertőződés is megakadályozható, és így a mutációk kialakulása is gátolható lehetne.
Az emberi szervezetben az influenza hemagglutininja a sejtek felületén levő sziálsavhoz (neuraminsavhoz) kapcsolódik [6]. A hemagglutinin három alegységből áll, három sziálsavhoz képes egyszerre kötődni [6]. Ezért olyan új típusú influenzaellenes molekulák előállítását tűztük ki célul, amelyek sziálsavat tartalmaznak, és amfifil tulajdonságuknak köszönhetően aggregátumok kialakítására képesek. Az aggregátumok felületén levő sziálsav molekulák a klaszterhatás, vagy multivalens hatás miatt erősebb kötődésre lehetnek képesek a hemagglutininnal. A tervezett molekulákban a sziálsavat linkeren keresztül egy lipofil oldalláncokkal ellátott cukor hordozómolekulához kapcsoltuk (1. ábra).
1. ábra A tervezett neuraminsav származékok
Kiindulási anyagként a metil-α-D-glükopiranozidot választottuk. A 6-os és 4-es hidroxil-csoportokat p-metoxi-benzilidén védőcsoporttal védtük, majd a 2-es és 3-as hidroxil-csoportokat éteresítettük butil, oktil illetve decil oldalláncokkal. A p-metoxi-benzilidén védőcsoportot 6-os helyzetben szelektíven hasítottuk, és a szabaddá vált hidroxil-csoporthoz linkerként egy tetraetilén-glikol láncot kapcsoltunk, melynek végén azido-csoport található (2. ábra).
87
2. ábra A szénhidrát hordozómolekula átalakítása
A sziálsav karboxil-csoportját átmenetileg metilészter formában védtük, majd a 2-es pozícióban S-propargil-csoportot alakítottunk ki (3. ábra).
3. ábra A neuraminsav átalakítása
Az 5a,b,c és 10-es vegyületeket Cu(I)-jodid és Et3N jelenlétében alkin-azid 1,3-dipoláros cikloaddíciós reakcióval kapcsoltuk össze (4. ábra).
88
4. ábra Kapcsolás „Klikk” reakcióval
Az előállított származékok influenzaellenes hatását Lieve Naesens és kutatócsoportja vizsgálta Leuvenben, a Rega intézetben. A vizsgálatok azt mutatták, hogy az n-butil oldallánccal ellátott molekulának nincs influenzaellenes hatása, míg az n-oktil oldalláncokat tartalmazó származék jó antivirális hatással bír mind az influenza A és influenza B törzsek ellen is. (1. táblázat) Az n-decil oldalláncú származék vizsgálata folyamatban van influenza és nyugat-nílusi láz vírusok ellen.
1. táblázat Inluenzaellenes vizsgálatok
a 50%-os citotoxikus koncentráció;b minimális citotoxikus koncentráció; c 50%-os effektív koncentráció Citotoxicitás
(µl) Antivirális EC50c
Vizsgált anyag
Influenza A/H1N1 (A/PR/8)
Influenza A/H1N1 (A/Virginia/ATCC3/2009)
Influenza A/H3N2 (A/HK/7/87)
Influenza B (B/HK/5/72)
CC50a MCCb CPE MTS CPE MTS CPE MTS CPE MTS
n-butil
származék >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 n-oktil
származék 42 20 8,9 15 8,9 >100 8,9 8,7 >100 <18 Zanamivir >100 >100 0,47 0,76 19 6,4 4 4,8 0,0022 0,016
89 Irodalomjegyzék
[1] Global influenza strategy 2019-2030, World Health Organization 2019
(https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/311184/9789241515320-eng.pdf?ua=1) [2] Bill Gates, Shattuck Lecture, 2018
(https://www.gatesfoundation.org/Media-Center/Speeches/2018/04/Shattuck-Lecture-Innovation-for-Pandemics) (http://www.idmod.org/news/node/296)
[3] T. Jefferson, P. Doshi; British Medical Journal, 2014 (348), g2263–g2263.
[4] F. G. Hayden, N. Sugaya, N. Hirotsu, N. Lee, M. D. de Jong, A. C. Hurt, T. Ishida, H. Sekino, K.
Yamada, S. Portsmouth, K. Kawaguchi, T. Shishido, M. Arai, K. Tsuchiya, T. Uehara, A.
Watanabe, the Baloxavir Marboxil Investigators Group; The New England Journal of Medicine, 2018 (379), 913-923
[5] https://www.cdc.gov/flu/weekly/weeklyarchives2008-2009/08-09summary.htm [6] J. J. Skehel, D. C. Wiley; Annual Review of Biochemistry, 2000 (69(1)), 531–569
Köszönetnyilvánítás: a kutatást az EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 című projekt támogatta, amely az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.
90