Противовирусные свойства композиционных препаратов двуспиральных РНК и интерферона альфа-2b человека

   Целью данной работы являлось получение и исследование противовирусных свойств лекарственного препарата для интраназального применения, содержащего дрожжевую двуспиральную РНК (дсРНК) и рекомбинантный интерферон альфа-2b (ИФН-α2b) человека в средстве доставки (молекулярной конструкции).

   Материал и методы. Препараты молекулярных конструкций, несущих ИФН-α2b и дсРНК, получали по оригинальной методике. В исследовании использовали образцы интраназальных лекарственных форм трех составов, содержащих в одной дозе 50 мкг дсРНК и 10, 50 или 100 МЕ ИФН-α2b. Противовирусную активность композиционных препаратов in vitro определяли в культурах клеток L929 и L-68 по подавлению цитопатического действия вируса энцефаломиокардита мышей (EMCV), штамм «Колумбия». Защитные свойства препаратов in vivo исследовали на самцах белых аутбредных мышей ICR, инфицированных интраназально 10 полулетальными дозами вируса гриппа А/Aichi/2/68 (H3N2). По показателям гибели и средней продолжительности жизни животных рассчитывали коэффициент защиты.

   Результаты и их обсуждение. Все композиционные препараты обладали способностью ингибировать деструктивное действие тест-вируса и повышать число жизнеспособных клеток в культурах L929 и L-68, при этом защитный эффект усиливался при увеличении дозы ИФН-α2b в составе препарата. Наибольшей активностью обладал препарат, содержащий 50 мкг дсРНК и 100 МЕ ИФН-α2b на дозу. Композиционный препарат того же состава при трехкратном интраназальном введении мышам по лечебно-профилактической схеме в дозе (2,5 мг дсРНК и 5000 МЕ ИФН-α2b)/кг защищал от гибели 50 % животных, чего не наблюдалось после введения одной дсРНК. ИФН-α2b в дозе, эквивалентной его содержанию в композиционном препарате, обладал аналогичным, но менее выраженным действием.

   Заключение. Результаты экспериментального исследования, проведенного in vitro и in vivo, подтверждают тот факт, что объединение ИФН и его индуктора усиливает противовирусный эффект композиционного препарата по сравнению с эффектом его компонентов. Полученные данные свидетельствуют о перспективности создания интраназальной формы лекарственных препаратов с использованием ИФН и дсРНК в составе средства доставки.

1. Зарубаев В.В., Гаршинина А.В., Слита А.В., Белявская С.В., Лавреньева И.Н. Противовирусная активность Кагоцела на модели экспериментальной летальной гриппозной инфекции. Антибиотики и химиотерапия. 2020;65(1-2):15–20. doi: 10.37489/0235-2990-2020-65-1-2-15-20

2. Khanna M., Kumar P., Choudhary K., Kumar B., Vijayan V.K. Emerging influenza virus: a global threat. J. Biosci. 2008;33(4):475–482. doi: 10.1007/s12038-008-0066-z

3. Омельченко Н.Д., Иванова И.А., Беспалова И.А., Филиппенко А.В. Иммуномодуляторы и специфическая профилактики инфекционных заболеваний. Пробл. особо опас. инфекций. 2017;(3):21–26. doi: 10.21055/0370-1069-2017-3-21-26

4. Kossyvakis A., Mentis A.A., Tryfinopoulou K., Pogka V., Kalliaropoulos A., Antalis E., Lytras T., Meijer A., Tsiodras S., Karaktisos P., Mentis A.F. Antiviral susceptibility profile of influenza A viruses: keep an eye on immunocompromised patients under prolonged treatment. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2017;36(2):361–371. doi: 10.1007/s10096-016-2809-3

5. Даниленко Е.Д., Белкина А.О., Сысоева Г.М. Создание лекарственных препаратов на основе высокополимерных двуспиральных РНК для противовирусной и противоопухолевой терапии. Биомед. химия. 2019;65(4):277–293. doi: 10.18097/PBMC20196504277

6. Semple S.L., Au S.K.W., Jacob R.A., Mossman K.L., DeWitte-Orr S.J. Discovery and use of long dsRNA mediated RNA interference to stimulate antiviral protection in interferon competent mammalian cells. Front. Immunol. 2022;(13):859749. doi: 10.3389/fimmu.2022.859749

7. Ершов Ф.И., Наровлянский А.Н. Использование индукторов интерферона при вирусных инфекциях. Вопр. вирусол. 2015;60(2):5–10.

8. Полосков В.В., Ершов Ф.И. Активаторы синтеза интерферонов (обзор). Разработ. и регистрац. лекарств. средств. 2017;(1):188–192.

9. Wong J.P., Nagata L.P., Christopher M.E., Salazar A.M., Dale R.M. Prophylaxis of acute respiratory virus infections using nucleic acid-based drugs. Vaccine. 2005;23(17-18):2266–2268. doi: 10.1016/j.vaccine.2005.01.037

10. de Clercq E. Interferon and its inducers – a never-ending story: “old” and “new” data in a new perspective. J. Infect. Dis. 2006;194(Suppl 1);19–26. doi: 10.1086/505351

11. Pierson T.C., Diamond М.S. The continued emerging threat of flaviviruses. Nat. Microbiol. 2020;5(6):796–812. doi: 10.1038/s41564-020-0714-0

12. Мясников А.Л., Бернс С.А., Талызин П.А., Ершов Ф.И. Интерферон гамма в терапии пациентов с COVID-19 среднетяжелого течения. Вопр. вирусол. 2021;66(1):47–54. doi: 10.36233/0507-4088-24

13. Pantelic L., Sivakumaran H., Urosevic N. Differential induction of antiviral effects against West Nile virus in primary mouse macrophages derived from flavivirus-susceptible and congenic resistant mice by alpha/beta interferon and poly(I-C). J. Virol. 2005;79(3):1753–1764. doi: 10.1128/JVI.79.3.1753-1764.2005

14. Morrey J.D., Day C.W., Julander J.G., Blatt L.M., Smee D.F., Sidwell R.W. Effect of interferon-alpha and interferon-inducers on West Nile virus in mouse and hamster animal models. Antivir. Chem. Chemother. 2004;15(2):101–109. doi: 10.1177/095632020401500202

15. Farma J.M., Puhlmann M., Soriano P.A., Cox D., Paciotti G.F., Tamarkin L., Alexander H.R. Direct evidence for rapid and selective induction of tumor neovascular permeability by tumor necrosis factor and a novel derivative, colloidal gold bound tumor necrosis factor. Int. J. Cancer. 2007;120(11):2474–2480. doi: 10.1002/ijc.22270

16. Messerschmidt S.K., Musyanovych A., Altvater M., Scheurich P., Pfizenmaier K., Landfester K., Kontermann R.E. Targeted lipid-coated nanoparticles: delivery of tumor necrosis factor-functionalized particles to tumor cells. J. Control. Release. 2009;137(1):69–77. doi: 10.1016/j.jconrel.2009.03.010

17. Johnson M.B., Chandler M., Afonin K.A. Nucleic acid nanoparticles (NANPs) as molecular tools to direct desirable and avoid undesirable immunological effects. Adv. Drug Deliv. Rev. 2021;(173):427–438. doi: 10.1016/j.addr.2021.04.011

18. Масычева В.И., Лебедев Л.Р., Даниленко Е.Д., Сысоева Г.М., Гамалей С.Г. Противоопухолевое средство на основе наночастиц, несущих рекомбинантный фактор некроза опухоли альфа человека. Пат. 2386447 РФ; опубл. 20. 04. 2010.

19. ОФС.1.7.2.0002.15 Биологические методы испытания препаратов интерферона с использованием культур клеток. Государственная фармакопея Российской Федерации, XIV издание, 2018, 2, 2740‒2749. Режим доступа: https://pharmacopoeia.ru/ofs-1-7-2-0002-15-biologicheskie-metody-ispytaniya-preparatov-interferona-s-ispolzovaniem-kultur-kletok/

20. Гамалей С.Г., Скарнович М.О., Макаревич Е.В., Мазурков О.Ю., Шишкина Л.Н., Иванова О.С., Левагина Г.М., Даниленко Е.Д. Противовирусная активность композиционного препарата дрожжевой двуспиральной РНК и интерферона альфа на модели экспериментальной гриппозной инфекции мышей. Антибиотики и химиотерапия. 2023;68(7–8):27–33. doi: 10.10.37489/0235-2990-2023-68-7-8-27-33

21. Иванова О.С., Левагина Г.М., Башкина Е.С., Усова С.В., Телегина Ю.В., Гамалей С.Г., Ломзов А.А., Даниленко Е.Д. Лекарственные средства для интраназального применения на основе интерферонов и их индуктора: получение и исследование свойств. Биофармац. ж. 2023;15(4): 14–20. doi: 10.30906/2073-8099-2023-15-4-14-20

22. Silverman R.H. Viral encounters with 2’,5’-oligoadenylate synthetase and RNase L during the interferon antiviral response. J. Virol. 2007;81(23):12720–12729. doi: 10.1128/JVI.01471-07

23. García M.A., Gil J., Ventoso I., Guerra S., Domingo E., Rivas C., Esteban M. Impact of protein kinase PKR in cell biology: from antiviral to antiproliferative action. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2006;70(4):1032–1060. doi: 10.1128/MMBR.00027-06

24. Zhang P., Samuel C.E. Protein kinase PKR Plays a stimulus- and virus-dependent role in apoptotic death and virus multiplication in human cells. J. Virol. 2007;81(15):8192–8200. doi: 10.1128/JVI.00426-07

25. Cole J.L. Activation of PKR: An open and shut case? Trends Biochem. Sci. 2007;32(2):57–62. doi: 10.1016/j.tibs.2006.12.003

26. Calderon B.M., Conn G.L. A human cellular noncoding RNA activates the antiviral protein 2’-5’-oligoadenylate synthetase 1. J. Biol. Chem. 2018;293(41):16115–16124. doi: 10.1074/jbc.RA118.004747