28 December 2021, 3:00

Морские полисахариды проявили высокую активность против ВИЧ

Российские ученые показали, что полисахариды из тихоокеанских красных водорослей способны подавлять вирусное заражение клеток. Уникальная структура позволяет этим полимерам работать наравне с их маленькими производными-олигосахаридами, специфично подавляя проникновение в клетки определенных патогенов, в том числе и ВИЧ. Результаты работы, поддержанной грантом российского научного фонда (РНФ), помогут в разработке новых препаратов против вирусных инфекций. Исследование опубликовано на страницах International Journal of Molecular Sciences.

Морские полисахариды проявили высокую активность против ВИЧ
Водоросль Tichocarpus crinitus
Source: Ирина Ермак

«Красные водоросли, широко распространенные на тихоокеанском российском побережье, содержат уникальные по своей структуре сульфатированные полисахариды каррагинаны. Благодаря особенностям своего строения они обладают важными свойствами, такими как иммуномодулирующая, противовоспалительная, эндотоксин-нейтрализующая и антивирусная активности», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Ирина Ермак, доктор химических наук, главный научный сотрудник Тихоокеанского института биоорганической химии имени Г. Б. Елякова ДВО РАН.

Сотрудники ТИБОХ ДВО РАН (Владивосток) вместе с французскими коллегами доказали сложную структуру каррагинана, выделенного из красной водоросли Tichocarpus crinitus, собранной в Японском море. С помощью специфических ферментов ученые получили низкомолекулярные производные каррагинана — олигосахариды. Они изучили их масс-спектрометрией, используя современный метод «мягкой» ионизации, основанный на воздействии на матрицу с анализируемым олигосахаридом импульсами лазерного излучения. Таким образом ученым удалось выявить участки, устойчивые к действию ферментов, и установить, из каких ключевых фрагментов состоят производные каррагинанов. 

Знание полной структуры полисахарида позволило приступить к изучению его физиологического действия. Совместно с коллегами из Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН (Москва) ученые провели оценку антивирусной активности этого полисахарида и его низкомолекулярных производных-олигосахаридов. Для этого вместо реальных вирусов были использованы вирусные векторы в сочетании с белками оболочек разных вирусов: вируса везикулярного стоматита, вируса иммунодефицита человека HIV-1 и ретровируса мыши Mus caroli. Эти частицы содержали флуоресцентные маркерные белки, что позволило выявлять зараженные клетки по их свечению. В качестве клеток ученые использовали Т-лимфоциты, которые обычно атакует ВИЧ. 

Противовирусный эффект полисахарида и его олигосахаридов начинался с минимальных наномолярных и совершенно нетоксичных для клеток концентраций, что демонстрирует их активность и безопасность. Каррагинан и его олигосахариды, добавленные в очень низкой концентрации, вызывали значительное снижение количества инфицированных клеток. Это эффект становился более выраженным, когда в культуральную среду добавляли больше полисахарида. 

Оказалось, что каррагинан и его олигосахариды проявляют специфичность к определенным вирусным белкам и, соответственно, с разной эффективностью действуют на возбудителей. Полисахарид существенно подавляет инфицирование клеток вирусом иммунодефицита и ретровирусом (в 10 и 7 раз соответственно) и оказывает менее выраженное действие на везикулярный вирус стоматита. 

«Отсутствие токсичности и высокая противовирусная активность в малых концентрациях каррагинана и его низкомолекулярного производного открывают большой потенциал этих веществ в качестве противовирусных средств, в частности против вируса иммунодефицита. Мы продолжаем изучение полисахаридов водорослей на различных моделях и уже получили обнадеживающие результаты по их антигерпетической активности. Поддержка со стороны РНФ позволяет надеяться на продолжение этих работ не только на различных клеточных линиях, но и на экспериментальных животных. В перспективе это может открыть возможность медицинского применения столь интересных по физиологическому действию и уникальных по структуре и физико-химическим свойствам морских полисахаридов», — подводит итог Ирина Ермак.

 

Source:  Пресс-служба РНФ

News article publications

Read also

Капсид циповируса может быть использован для доставки лекарств
Ученые выяснили причины, по которым внешний белковый нанокристалл, самособирающийся вокруг циповирусов — паразитов насекомых, — разбирается в подходящий для заражения момент. Оказалось, что, когда вирус попадает в щелочную среду желудка насекомого, внешняя «броня» распадается, так как составляющие ее белки приобретают отрицательный заряд и начинают отталкиваться друг от друга. Предложенная модель детального устройства нанокристалла, содержащего циповирусы, полезна для создания белковых наноконтейнеров для адресной доставки лекарств в пораженные органы и ткани.
Biochemistry
Cell Biology
Virology
5 September 2023
Циклические липопептиды не дали коронавирусу заразить клетки
Эти соединения используются как противогрибковые и антибактериальные лекарства. Теперь же ученые показали, что они мешают липидной оболочке вируса слиться с мембраной клетки, а значит, и проникнуть в нее
Molecular Biology
Pharmacology
Virology
3 April 2023
Радиация заставила ряску поглощать цинк, но защитила ее хлоропласты
Облучение в малых дозах способствовало образованию большего количества хлорофилла и антиоксидантных каротиноидов, чем защитило фотосинтетические системы ряски от избытка цинка. Однако есть нюанс: при больших дозах радиации металла поглощается больше, и растения растут хуже
Algology
Biochemistry
Ecology
Radiology
20 February 2023
Химики рассчитали, как увеличить срок годности препаратов от эпилепсии
Это позволит создать его новые, лучше усваивающиеся и при этом долго хранящиеся формы.
Pharmacology
Physical Chemistry
27 September 2022
Гибрид пероксида и лекарства от малярии подавил раковые клетки и коронавирус
Молекула может стать основой препарата от онкозаболеваний и COVID-19, которые в сочетании повышают риски смерти пациента
Oncology
Pharmacology
Virology
12 April 2022
Цветок из Киргизии может стать основой для самых разных препаратов
В его листьях обнаружены кумарины и фурохромоны — соединения, обладающие антиоксидантным, противоопухолевым и другими полезными действиями, которые в будущем могут стать основой разнонаправленных препаратов
Biochemistry
Botany
Pharmacology
1 February 2022