Jakie leki mogą okazać się skuteczne w zwalczaniu nowego koronawirusa?

Wirus SARS-CoV-2 jest koronawirusem z pojedynczą nicią ssRNA o dodatniej polaryzacji. Jest siódmym poznanym koronawirusem chorobotwórczym dla człowieka – wywołuje chorobę COVID-19.

Tak, jak inne koronawirusy posiada 4 białka strukturalne:

S-Spike – to białko fuzyjne, glikoproteina powierzchniowa;
E-białko opłaszczające;
M-białko błonowe, główne białko macierzy wirusa;
N-białko nukleokapsydu, które pełni funkcję ochronną dla dużej cząsteczki RNA.

Wirion SARS-CoV-2 jest kulisty, z widocznymi wypustkami białek Spike, nadającymi mu wygląd korony. Podobieństwo strukturalne SARS-CoV-2 wynosi 96% genomu z wirusem BatCoV RaTG13 i od 80,24% do 89,23% z SARS-CoV. BatCoV RaTG13 jest wirusem nietoperzy Rhinolophus affinis z chińskiej Prowincji Yunnan.

Punkty uchwytu dla koronawirusa w komórce, a potencjalne terapie lekowe

Nowy koronawirus rozpoczął światową pandemię choroby COVID-19 i od listopada 2019 roku rozprzestrzenia się w szybkim tempie po całej ziemi. Jego ekspansywna natura i trudny do przewidzenia przebieg wywoływanej przez niego choroby, mobilizują naukowców z całego świata do pracy nad znalezieniem zadowalającej farmakoterapii. Wirus jest nowy i wykazuje sporą zakaźność, dlatego wykorzystano bazy substancji dostępnych i stosowanych w leczeniu innych chorób do typowania skrinigowego potencjalnych leków. Uzyskana baza została przetestowana in vitro, a zadowalająco rokujące związki włączone do badań klinicznych na chorych. Obecnie wiemy już, że SARS-CoV-2 ma minimum 4 punkty uchwytu w komórce gospodarza.

Nowy koronawirus rozpoczął światową pandemię choroby COVID-19 i od listopada 2019 roku rozprzestrzenia się w szybkim tempie po całej ziemi.

Pierwszym jest enzym konwertujący angiotensynę (ACE2), homolog ACE. Jest on jednym z ważnych receptorów na błonie komórek gospodarza, a interakcja białka S wirusa i ACE2 przyczynia się do inwazji SARS-CoV-2 do tkanek człowieka. Oprócz ACE2, inne receptory docelowe dla białka fuzyjnego SARS-CoV-2 to receptory furynowe, a także GRP78 oraz CD147. Jest to przezbłonowa glikoproteina należąca do nadrodziny immunoglobulin, biorąca udział w rozwoju nowotworów, inwazji Plazmodium (zarodźca malarii) i w infekcjach wirusowych. Odegrała ona swoją rolę również w przypadku MERS-CoV0.

Z każdym z tych miejsc docelowych na komórce gospodarza wirus może wiązać się za pomocą określonej sekwencji własnych białek i w obecności odpowiednich enzymów. Każdy z tych punktów uchwytu może być przyczynkiem do znalezienia leku na COVID-19. O ile interakcja z CD147 została już udowodniona in vitro i ludzkie przeciwciało monoklonalne meplazumab hamowało inwazję wirusa do komórki przez ten receptor, a lek włączono już do badań klinicznych, to nadal trwają prace nad ewentualnym blokowaniem receptora ACE2. Okazuje się bowiem, że jest on mocno rozpowszechniony – występuje w błonie śluzowej nosogardzieli, komórkach płuc, serca, wątroby, nerek i jąder, a także jelit. Ewentualne blokowanie receptora ACE2, aby zmniejszyć inwazję wirusa, może wpłynąć na wiele różnych procesów życiowych organizmu, pogorszyć rokowania wyników płucnych, a nadmiar wolnej ACE2 jest podejrzewany o indukcję apoptozy kardiomiocytów.

Efektywność wiązania wirusowego białka S z ACE2 zależy od ekspresji genów, udowodniono, że wpływ na nią ma infekcja wirusem grypy A, interferon alfa czy choroby metaboliczne i kardiologiczne gospodarza. Nie jest jednak jasne, czy korzystne byłoby zwiększenie czy wygaszanie ich ekspresji. Na tym etapie potrzebne są dodatkowe badania. Wiadomo jedynie, że SARS-CoV-2 jak i SARS-CoV mogą wpływać na procesy zachodzące w organizmie człowieka poprzez interakcję z ACE2.

Leki przeciwwirusowe w terapii COVID-19

Ponieważ nie ma zarejestrowanych leków, dedykowanych dla SARS-CoV-2, wykorzystuje się te, które stosowano przy innych chorobach koronawirusowych – SARS-CoV, MERS, Ebola czy HIV. Klinicyści wskazują na konieczność multiterapii, hamującej replikację wirusa na kilku etapach, by uniknąć oporności na stosowane leki.

Lopinawir z rytonawirem

Pierwszymi kandydatami były leki przeciwwirusowe stosowane w wypadku wirusa HIV. Pierwszą wytypowaną parą był lopinawir i rytonawir. Lopinawir jest inhibitorem proteaz HIV1 i HIV2, dzięki czemu powstają cząstki wirusa niemożliwe do zakażania, a rytonawir jest dodany, by wydłużyć czas działania lopinawiru. Mimo pierwotnie zachęcających wyników tandem ten nie jest zalecany w monoterapii. Kilka badań wskazało, że to połączenie może wywołać gorączkę u osoby chorej, mimo że wcześniej u niej ona nie występowała. Ponadto stwierdzono, że jeśli nawet ta terapia zmniejsza miano wirusa, to niekoniecznie polepsza parametry kliniczne i skraca czas choroby. Zestawienie lopinawiru z rytonawirem jest przewidziane w badaniach klinicznych w multiterapii z interferonami, chlorochiną oraz z inhibitorem neuraminidazy wirusa grypy – oseltamiwirem. W terapii złożonej występuje też w badaniach klinicznych z innymi lekami przeciwgrypowymi takimi jak umifenowir – inhibitor fuzji membranowej (występuje pod nazwą handlową Arbidol), favipirawir, baloksawir czy triazawirin. Istotne w skuteczności jego zastosowania wydaje się możliwie wczesne włączenie w terapię, gdyż w ciężkich przypadkach COVID-19 nie jest polecany.

W Singapurze pacjent jest pierwotnie poddawany tlenoterapii, a dopiero gdy standardowo podawany oseltamiwir nie jest wystarczający, włączany jest lopinawir z rytronawirem. Singapur ma niski odsetek śmiertelności, więc takie postępowanie wydaje się być skuteczne. Japonia preferuje natomiast favipirawir, który produkowany jest na ich rodzimym rynku w połączeniu z interferonem i terapią kontrolującą pozostałe parametry.

Remdesiwir

Dobrze rokujący i polecany w terapii średniego i ciężkiego COVID-19 jest remdesiwir. To prolek pierwotnie opracowany do zwalczania wirusa Ebola, analog nukleotydów wykazujący również aktywność wobec innych jednoniciowych wirusów RNA. Jest włączony do badań klinicznych w wielu krajach i dał obiecujące wyniki, szybko polepszając rokowania i doprowadzając do wyleczenia pierwszego pacjenta w USA oraz we Francji w Bordeaux. Jak i pozostałe leki, obciąża wątrobę, ale jego parametry wydają się być bardziej obiecujące niż wymienionej reszty. Co ciekawe, w jednym z pierwszych badań jego skuteczność oceniono in vitro jako porównywalną z chlorochiną.

Kamostat i nafamostat

SARS-CoV-2 by połączyć się z ACE2 wykorzystuje proteazę transbłonową proteazy serynowej 2 (TMPRSS2). Mesylan kamostatu, lek stosowany w Japonii na zapalenie trzustki, jest inhibitorem TMPRSS2 i blokuje komórkowe wejście wirusa SARS-CoV-2. Obecnie jest włączony do badań klinicznych. Występuje też w połączeniu z bafilomycyną A1 i wskazywany jest przez niemieckich naukowców jako skuteczny w blokowaniu zakażenia. Lek nie jest zarejestrowany przez FDA w żadnym ze wskazań, natomiast zatwierdzony jest działający podobnie do kamostatu nafamostat. Lek ma wskazanie przeciwpasożytnicze i silnie hamuje wnikanie koronawirusów do komórek ludzkich. Jego siła działania jest oceniana na dziesięciokrotnie większą niż mesylanu kamostatu.

Inne leki przeciwwirusowe

Do innych inhibitorów proteaz włączonych do badań klinicznych należą między innymi darunawir/kobicystat – inhibitor proteazy HIV, danoprewir/rytonawir – doustny inhibitor proteazy HCV. Testowany jest także galdisewir – nukleozydowy inhibitor polimerazy RNA, zakłócający proces replikacji wirusa.

Rybawiryna, skuteczna w połączeniu z donosowym interferonem alfa w SARS-CoV nie ma uzasadnienia w wypadku SARS-CoV-2, natomiast może wywoływać niedokrwistość hemolityczną i zaburza czynność wątroby.

Trzeba pamiętać, że większość leków stosowanych w terapii nowego koronawirusa ma poważne działania uboczne, a często stan chorych obciążonych wielonarządową infekcją, z wirusowym zapaleniem wątroby, nerek, płuc czy nawet mózgu, nie pozwala na włącznie pacjenta do badań klinicznych.

Antybiotyki – ciekawa opcja w terapii COVID-19

W terapii przeciwwirusowej COVID-19 naukowcy starają się stosować wiele leków, ciekawą opcją jest wykorzystanie antybiotyków. Przedstawicielką tej grupy jest teikoplanina. Jest to antybiotyk glikopeptydowy stosowany w bakteryjnych zakażeniach gronkowcowych. Wykazuje działanie przeciwwirusowe wobec wielu różnych wirusów takich jak wirus Ebola, wirus grypy, flawiwirus czy wirus zapalenia wątroby typu C i HIV. Okazał się też skuteczny in vitro wobec ludzkich koronawirusów – MERS-CoV, SARS-CoV i SARS-CoV-2. Ze względu na szerokie działanie przeciwwirusowe teikoplanina została włączona do badań klinicznych.

Inną grupą antybiotykową, która może wykazywać działanie przeciwwirusowe i immunomodulujące są makrolidy. Klarytromycyna ma udowodnione działanie przeciwwirusowe wobec wirusa grypy A H1N1 oraz A H3N2. Azytromycyna ma stwierdzone działanie przeciwko wirusowi Zika. W badaniach klinicznych, w multiterapii przewidziano karrimycynę, chiński antybiotyk makrolidowy stosowany w połączeniu z chlorochiną i lopinawierm/rytronawirem.

Ostatnio ukazało się badanie wykazujące skuteczność połączenia hydroksychlorochiny stosowanej łącznie z azytromycyną. To zestawienie wydaje się być korzystniejsze niż sama hydroksychlorochina. Nie bez znaczenia jest tu immunomodulująca rola azytromycyny, która działa przeciwzapalnie i tłumi działania interleukiny 6 i innych cytokin, które są dużym problemem w przebiegu COVID-19.

Jej immunomodulujące działanie jest szczególnie cenione u osób z astmą. Należy się zastanowić, czy połączenie chlorochiny z azytromycyną i oseltamiwirem nie byłoby równie skuteczne.

Czy wirus SARS-CoV-2 wykazuje właściwości neurotropowe?

Potencjalnie długi okres bezobjawowy od zakażenia, trwająca do 4 tygodni obecność wirusa w kale osób uznanych za wyleczone, nieswoiste objawy przy braku potwierdzenia infekcji testem i pojawiające się objawy neurologiczne są zastanawiające. Zgłaszane obecnie po infekcji utrata smaku i węchu czy objawy drgawkowe w przebiegu choroby, wskazują na powinowactwo neurologiczne nowego koronawirusa. Byłoby to analogiczne do SARS-CoV, zatem wniosek taki uprawdopodabnia podobieństwo obu patogenów.

Na szczególną uwagę zasługuje fakt pojawiających się doniesień o ponownych zakażeniach osób uznanych za już wyleczone. Prawdopodobna wydaje się hipoteza, zgodnie z którą wirus wnikając przez drogi oddechowe, ma największe powinowactwo do receptorów ACE2 w komórkach nabłonkowych, ale ukrywa się w układzie nerwowym, przenosi międzyneuronalnie i ujawnia objawy w dogodnym momencie. Jego komponenta neuroinwazyjna odnajduje potwierdzenie w niewydolności oddechowej u chorych na COVID-19. Przy błędnym zastosowaniu leków może dochodzić do maskowania infekcji, która trwa mimo ujemnych wyników testowania, a ujawnia się ponownie, ale już ze zwiększoną siłą.

Chlorochina czy hydroksychlorochina?

Neuropowinowactwo wirusów SARS-CoV jest potwierdzone, dlatego multiterapia z lekiem o długim okresie półtrwania, lipofilowej strukturze, właściwościach przeciwwirusowych i immunomodulujących jest korzystniejsza, niż z cząsteczką osiągającą wyższe stężenie w cytoplazmie. Dlatego chlorochina, którą 13 lat temu włoska uczona – jako pierwsza – hipotetycznie wytypowała do walki z ludzkimi koronawirusami, wydaje się lepszym wyborem niż bardziej hydrofilowa hydroksychlorochina.

Projekt Solidarity

20 marca 2020 roku WHO ogłosiła projekt Solidarity. Dotyczy on ogólnoświatowego badania chorych na COVID-19, objętych leczeniem prowadzonym z wykorzystaniem czterech najbardziej obiecujących terapii. Są to eksperymentalny związek przeciwwirusowy remdesivir, leki przeciw malarii – chlorochina i hydroksychlorochina, połączenie dwóch leków przeciw HIV (lopinawiru i rytonawiru) i ta sama kombinacja z dodatkiem interferonu beta. Interferon występuje tutaj w roli przekaźnika układu odpornościowego, który może pomóc walczyć z wirusem. Lekarze mogą zgłaszać przypadki i przebieg leczenia, co pozwoli na opracowanie obiektywnych wyników, co będzie szczególnie pomocne w celu zweryfikowania danych chińskich.

mgr farm. Karolina Wotlińska-Pełka

Piśmiennictwo: