Phát hiện này cần có những thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn, mở rộng để xác định tiềm năng phát triển thành dạng thuốc điều trị, nhưng nhóm dược sĩ có nhiều hy vọng và tự tin về khả năng thành công.

Trước quy mô và mức độ nguy hiểm do đại dịch COVID-19 gây ra, thế giới cần phải có một chiến lược nhiều hướng tấn công để kiểm soát virus và ngăn chặn lây nhiễm; chiến lược này bao gồm vắc-xin và các phương pháp điều trị, có thể làm giảm thiểu nguy cơ tử vong và tỷ lệ nhập viện do nhiễm SARS-CoV-2.

 

Coronavirus SARS-CoV-2 có thể tái tạo dựa vào một loại enzyme quan trọng, protease chính (Mpro), đây là enzym thủy phân, được coi là trung tâm xúc tác, có cắt mối liên kết peptide trong các phân tử polypeptide, protein và một số chất hữu cơ khác tương tự thành các amino acid tự do hoặc các peptide phân tử thấp. Đầu tiên, bộ gen virus được dịch mã từ RNA thành một sợi protein lớn. Sau đó, protease chính (Mpro) của virus sẽ cắt chuỗi protein này thành các mảnh nhỏ hơn, hình thành các hạt virus mới.

Giáo sư Christa E. Müller thuộc Viện Dược phẩm tại Đại học Bonn cho biết: “Protease chính (Mpro) là điểm khởi đầu cực kỳ hứa hẹn cho nghiên cứu thuốc chống coronavirus. “Nếu enzym này bị chặn, sự nhân bản của vi rút trong các tế bào cơ thể sẽ bị chặn đứng”.

Các nhà hóa dược đã thiết kế một số lượng lớn những chất ức chế tiềm năng trên cơ sở cấu trúc của protease chính và cơ chế hoạt động của enzym tái tạo quan trọng trong virus.

Giáo sư Tiến sĩ Michael Gütschow, lãnh đạo nhóm nghiên cứu độc lập về các chất ức chế coronavirus tại Viện Dược phẩm Đại học Bonn cho biết: “Một chất ức chế thích hợp phải có khả năng liên kết đủ chặt với protease chính để ngăn chặn vùng hoạt động của enzym thủy phân này.

Hệ thống thử nghiệm huỳnh quang

Trong giai đoạn thử nghiệm để tìm kiếm hợp chất cần thiết, các nhà khoa học phát triển một hệ thống thử nghiệm mới cho sự sàng lọc thông lượng cao. Nhóm nghiên cứu cung cấp cho protease chính (Mpro) một chất nền mà một “phân tử báo cáo” (reporter molecule) được kết nối (phân tử DNA có gen báo cáo huỳnh quang).

Khi protease (Mpro) xúc tác phân cắt “phân tử báo cáo”, có thể xác định được huỳnh quang của sản phẩm. Nhưng nếu một chất ức chế được sử dụng đồng thời ngăn chặn thành công hoạt động của protease, sẽ không xác định được huỳnh quang.

Giáo sư Gütschow nói “Đối với hầu hết các hợp chất thử nghiệm, chúng tôi không nhận thấy sự ức chế enzym. Nhưng trong một số trường hợp hiếm hoi trong những thử nghiệm toàn diện, huỳnh quang bị triệt tiêu. Đây là những thành công ấn tượng, mang lại hy vọng xác định được các chất ức chế protease của virus, ”.

Tương tự kẹo cao su tại trung tâm xúc tác protease

Trong quá trình sàng lọc thông lượng cao, các nhà dược học phát hiện thấy hai loại thuốc đặc biệt hứa hẹn. Đó là azanitriles và pyridyl este và được xác định đặc điểm sinh hóa chuyên sâu.

Sau đó, các hợp chất riêng lẻ của cả hai loại được tổng hợp lại. Những hợp chất này bám vào protease chính như kẹo cao su và ngăn chặn trung tâm xúc tác quan trọng, không cho protease chính chuẩn bị cho quá trình sao chép của vi rút.

“Một số hợp chất thậm chí còn có tác dụng khác,” giáo sư Müller giải thích. “Những hợp chất này ức chế một loại enzym của người, hỗ trợ vi rút xâm nhập vào tế bào cơ thể”.

Các nhà khoa học trong quá trình nghiên cứu đóng góp những kiến thức chuyên môn rất khác nhau cho nghiên cứu. giáo sư Müller nói thêm: “Những hợp chất tốt nhất đại diện cho các cấu trúc thiết kế để phát triển thuốc.

Nhưng cần có các thử nghiệm lâm sàng rộng rãi để chứng minh, những tổ hợp ứng viên này có ức chế sự nhân bản của SARS-CoV-2 ở người hay không.