Оценка противовирусной активности препаратов группы производных полимерных электролитов в отношении широкого спектра вирусов

Актуальность. Современная система здравоохранения постоянно совершенствуется и вводит новые меры для защиты населения от вирусных заболеваний, однако опыт пандемии COVID-19 показал, что инфекционный процесс трудно контролировать в глобальных масштабах. В связи с этим, как никогда актуальна разработка новых противовирусных препаратов широкого спектра действия.

Цель. Исследование противовирусной активности и цитотоксичности сополимеров стиролсульфоната натрия с виниловыми мономерами различного химического строения и выявление среди них полимеров, перспективных для углубленного изучения и разработки новых противовирусных средств на их основе.

Материал и методы. Было синтезировано 14 сополимеров стиролсульфоната натрия (ССNa) с различными функциональными сомономерами. Для оценки противовирусной активности были выбраны три вируса с разными стратегиями репродукции и способами передачи — респираторно-синцитиальный вирус, вирус гриппа и вирус герпеса.

Результаты. В результате проведённого скрининга выявлены сополимеры, проявляющие высокую активность в отношении всех трёх вирусов. Установлено, что введение в структуру ССNa различных функциональных групп не приводит к снижению противовирусной активности, но существенно снижает цитотоксичность. Установлено заметное влияние на активность молекулярной массы. Выявлена различная чувствительность вирусов и клеток к исследованным полимерам, что вероятно связано с особенностями строения оболочки вируса и стенки клеток.

Заключение. Полученные результаты демонстрируют перспективность сополимеров стиролсульфоната натрия в качестве модели для разработки противовирусного препарата широкого спектра действия.

1. Baker R.E., Mahmud A.S., Miller I.F. et al. Infectious disease in an era of global change. Nat Rev Microbiol. 2022; 20 (4): 193–205. doi: 10.1038/s41579-021-00639-z.

2. Bloom D.E., Cadarette D. Infectious disease threats in the twenty-first century: Strengthening the global response. Front Immunol. 2019; 10 (MAR). doi: 10.3389/fimmu.2019.00549.

3. Gordon A., Reingold A. The Burden of influenza: a complex problem. Curr Epidemiol Rep. 2018; 5 (1): 1–9. doi: 10.1007/s40471-018-0136-1.

4. Zimmerman R.K., Balasubramani G.K., D’Agostino H.E.A. et al. Population-based hospitalization burden estimates for respiratory viruses, 2015–2019. Influenza Other Respir Viruses. 2022; 16 (6): 1133–1140. doi: 10.1111/irv.13040.

5. Geoghegan S., Erviti A., Caballero M.T. et al. Mortality due to respiratory syncytial virus. Burden and risk factors. Am J Respir Crit Care Med. 2017; 195 (1): 96–103. doi: 10.1164/rccm.201603-0658OC.

6. Branche A., Falsey A. Parainfluenza Virus Infection. Semin Respir Crit Care Med. 2016; 37 (04): 538–554. doi: 10.1055/s-0036-1584798.

7. Edwards K.M., Zhu Y., Griffin M.R. et al. Burden of Human Metapneumovirus Infection in Young Children. N Engl J Med. 2013; 368 (7): 633–643. doi: 10.1056/NEJMoa1204630.

8. Looker K.J., Magaret A.S., May M.T. et al. Global and regional estimates of prevalent and incident herpes simplex virus type 1 infections in 2012. PLoS One. 2015; 10 (10): e0140765. doi: 10.1371/journal.pone.0140765.

9. Badur S., Öztürk S., Pereira P. et al. Systematic review of the rotavirus infection burden in the WHO-EMRO region. Hum Vaccin Immunother. 2019; 15 (11): 2754–2768. doi: 10.1080/21645515.2019.1603984.

10. Mao Q., Wang Y., Yao X. et al. Coxsackievirus A16. Hum Vaccin Immunother. 2014; 10 (2): 360–367. doi: 10.4161/hv.27087.

11. Jiao Y., Han T., Qi X. et al. Human rotavirus strains circulating among children in the capital of China (2018–2022) predominance of G9P[8] and emergence ofG8P[8]. Heliyon. 2023; 9 (8): e18236. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e18236.

12. Mcclellan K., Perry C.M., Aoki F.Y., Fleming D.M., Sidwell R.W., Treanor J.J. Oseltamivir a review of its use in influenza. Drugs. 2001; 61 (2): 263–283. doi: 10.2165/00003495-200161020-00011.

13. Kataev V.E., Garifullin B.F. Antiviral nucleoside analogs. Chem Heterocycl Compd (N Y). 2021; 57 (4): 326–341. doi: 10.1007/s10593-021-02912-8.

14. Mohd I., Arora K.M, Asdaq S.M.B. et al. Discovery, development, and patent trends on molnupiravir: a prospective oral treatment for COVID-19. Molecules. 2021; 26 (19): 5795. doi: 10.3390/molecules26195795.

15. Zhang L.Q., Chen K.X., Li Y.M. Bioactivities of natural catalpol derivatives. Curr Med Chem. 2019; 26 (33): 6149–6173. doi: 10.2174/0929867326666190620103813.

16. Kultys A. Sulfur-containing polymers. In: Encyclopedia of polymer science and technology. 2010; 67.

17. Schepler H., Wang X., Neufurth M., Wang S., Schröder H.C., Müller W.E.G. The therapeutic potential of inorganic polyphosphate: A versatile physiological polymer to control coronavirus disease (COVID-19). Theranostics. 2021; 11 (13): 6193–6213. doi: 10.7150/thno.59535.

18. Yang S., Pannecouque C., Herdewijn P. Synthesis, and in vitro enzymatic and antiviral evaluation of d4t polyphosphate derivatives as chain terminators. Chem Biodivers. 2012; 9 (10): 2186–2194. doi: 10.1002/cbdv.201200250.

19. De Clercq E. New Perspectives for the treatment of HIV infections. Collect Czechoslov Chem Commun. 1998; 63 (4): 449–479. doi: 10.1135/cccc19980449.

20. Bianculli R.H., Mase J.D., Schulz M.D. Antiviral polymers: past approaches and future possibilities. Macromolecules. 2020; 53 (21): 9158–9186. doi: 10.1021/acs.macromol.0c01273.

21. Schandock F., Riber C.F., Röcker A. et al. Macromolecular antiviral agents against zika, ebola, sars, and other pathogenic viruses. Adv Healthc Mater. 2017; 6 (23). doi: 10.1002/adhm.201700748.

22. Anderson R.A., Feathergill K., Diao X. et al. Evaluation of poly(styrene-4sulfonate) as a preventive agent for conception and sexually transmitted diseases. J Androl. 2000; 21 (6): 862–875. doi: 10.1002/j.1939-4640.2000.tb03417.x.

23. Контаров Н.А., Ермакова А.А., Гребенкина Н.С., Юминова Н.В., Зверев В.В. Изучение противовирусной активности полиэлектролитов в отношении вируса гриппа. Вопросы вирусологии. 2015; 60 (4): 5–9.