Малая молекула подавляет репликацию кожного папилломавируса, не вредя клеткам хозяина
Вирусы папилломы человека (ВПЧ) поражают слизистые оболочки или кожу. Кожные типы, в отличие от реплицирующихся в клетках слизистых, не встраивают свой геном в хромосомы, а реплицируют его в ядре в виде множества плазмид, используя всего два ключевых белка — хеликазу E1 и транскрипционный фактор E2. Такие вирусы реже ассоциированы с онкологическими заболеваниями и чаще вызывают бородавки или протекают бессимптомно. Против высокоонкогенных типов, например вызывающих рак шейки матки, уже существуют эффективные вакцины, тогда как для кожных ВПЧ ни вакцин, ни специфических препаратов пока нет. При этом ВПЧ-5, 8 и 38 относят к проонкогенным — в сочетании с ультрафиолетовым облучением, канцерогенами или иммунодефицитом они способны вызывать немеланомный рак кожи.
В исследовании, опубликованном в журнале «Американское общество микробиологов», ученые из Эстонии провели скрининг библиотеки низкомолекулярных соединений Национального института онкологии США для поиска ингибиторов репликации ВПЧ-5. В качестве модели использовали систему in vitro: клетки линии U2OS (остеосаркома человека) трансфецировали модифицированным геном ВПЧ-5, несущим репортер Renilla-люциферазу. Это позволяло оценивать активность соединений по изменению уровня свечения без ущерба для жизнеспособности клеток. Первичный скрининг выявил 81 активную молекулу, из которых по дозозависимости отобрали 22 и протестировали их влияние на репликацию вирусного генома методом саузерн-блоттинга на 2–4-й день инкубации. В итоге выделили два кандидата — 5-нитро-1,10-фенантролин (NSC4263) и 5,7-диметокси-2-пиридин-3-илхромен-4-он (NSC51349).
NSC4263 подавлял репликацию как кожных ВПЧ-5 и ВПЧ-8, так и «слизистых» ВПЧ-11 и ВПЧ-18, тогда как NSC51349 был активен только против кожных типов, включая ВПЧ-5, 8, 38 и папилломавирус макаки. Однако NSC4263 вызывал дозозависимое снижение жизнеспособности U2OS за счет блокировки клеточного цикла и влиял на дифференцировку кератиноцитов, повышая экспрессию маркеров ранней (инволюкрин) и поздней (лорикрин) стадий. Это сочли нежелательным и прекратили его дальнейшее изучение. NSC51349 не оказывал цитотоксического эффекта, не нарушал клеточный цикл и не влиял на дифференцировку, но эффективно подавлял репликацию ВПЧ-5 в первичных человеческих кератиноцитах.
С помощью РНК-интерференции и нокаута генов установлено, что NSC51349 действует напрямую на вирусный белок E2, а не на клеточные факторы. Тестирование показало снижение транскрипционной активности E2 и его способности связываться с ДНК.
Полученные результаты позволяют предположить, что NSC51349 может лечь в основу разработки противовирусных препаратов против разновидностей ВПЧ, поражающих клетки кожи.