1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биоорганическая химия
  4. T. 49, № 6, 2023

Биоорганическая химия, 2023, T. 49, № 6, стр. 591-610

Терапевтические нуклеиновые кислоты против вирусов простого герпеса

А. С. Левина 1, *, М. Н. Репкова 1, В. Ф. Зарытова 1

1 Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Сибирское отделение РАН
630090 Новосибирск, просп. Лаврентьева, 8, Россия

* E-mail: asl1032@yandex.ru

Поступила в редакцию 16.02.2023
После доработки 26.02.2023
Принята к публикации 27.02.2023

Аннотация

Вирус простого герпеса (ВПГ) вызывает широкий спектр заболеваний, начиная от относительно легких первичных поражений кожи и заканчивая тяжелыми и часто смертельными эпизодами энцефалита. В настоящее время наиболее эффективными лекарствами для людей, инфицированных ВПГ, являются аналоги нуклеозидов (например, ацикловир), нацеленные на ферменты, кодируемые вирусной ДНК. Эффективность аналогов нуклеозидов снижается из-за плохой растворимости в воде, быстрого внутриклеточного катаболизма, высокой клеточной токсичности и появления устойчивых вирусных штаммов. Антисмысловая технология, в которой используются терапевтические нуклеиновые кислоты (антисмысловые олигонуклетиды, их производные и аналоги, а также siРНК), представляется перспективной альтернативой противовирусной терапии из-за высокого сродства этих агентов к нуклеиновым кислотам-мишеням, их высокой растворимости в воде и меньшей цитотоксичности. В последнее десятилетие антисмысловые олигонуклеотиды были исследованы в качестве потенциальных лекарств от различных заболеваний, связанных с “вредными” нуклеиновыми кислотами. Олигонуклеотиды с разными химическими модификациями, нацеленные на конкретные участки генома ВПГ, эффективно подавляли вирус. Агенты на основе siРНК продемонстрировали пролонгированное и эффективное (до 99%) ингибирование репликации ВПГ. На основании публикаций за последние 30 лет, рассмотренных в обзоре, можно сделать вывод о перспективности использования терапевтических нуклеиновых кислот для борьбы с герпес-вирусными инфекциями.

Ключевые слова: нуклеозидные аналоги, антисмысловые олигонуклеотиды, siРНК, ВПГ-1, ВПГ-2

Список литературы

  1. Connolly S.A., Jacksona J.O., Jardetzkyb T., Longneckera R. // Nat. Rev. Microbiol. 2011. V. 9. P. 369–381. https://doi.org/10.1038/nrmicro2548

  2. Crooke R.M., Hoke G.D., Shoemaker J.E. // Antimicrob. Agents Chemother. 1992. V. 36. P. 527–532. https://doi.org/10.1128/AAC.36.3.527

  3. Spear P.G., Longnecker R. // J. Virology. 2003. V. 77. P. 10179–10185.

  4. Всемирная организация здравоохранения. Вирус простого герпеса. https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/ herpes-simplex-virus

  5. Knipe D.M., Raja P., Lee J.S. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2015. V. 112. P. 11993–11994. https://doi.org/10.1073/pnas.1516224112

  6. Zhu S., Viejo-Borbolla A. // Virulence. 2021. V. 12. P. 2670–2702. https://doi.org/10.1080/21505594.2021.1982373

  7. McGeoch D.J., Rixon F.J., Davison A.J. // Virus Res. 2006. V. 117. P. 90–104. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2006.01.002

  8. Roizman B., Knipe D.M., Whitley R.J. // Herpes Simplex Viruses. Fields Virology / Eds. Knipe D.M., Howley P.M. 6th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2013.

  9. Sedlackova L., Rice S.A. // J. Virol. 2008. V. 82. P. 1268–1277. https://doi.org/10.1128/JVI.01588-07

  10. Peyman A., Helsberg M., Kretzschmar G., Mag M., Grabley S., Uhlmann E. // Biol. Chem. Hoppe Seyler. 1995. V. 376. P. 195–198. https://doi.org/10.1515/bchm3.1995.376.3.195

  11. Field H.J. // J. Clin. Virol. 2001. V. 21. P. 261–269. https://doi.org/10.1016/s1386-6532(00)00169-4

  12. Breeden C.J., Hall T.C., Tyler H.R. // Ann. Intern. Med. 1966. V. 65. P. 1050–1056. https://doi.org/10.7326/0003-4819-65-5-1050

  13. Shigeta S., Mori S., Kira T., Takahashi K., Kodama E., Konno K., Nagata T., Kato H., Wakayama T., Koike N., Saneyoshi M. // Antivir. Chem. Chemother. 1999. V. 10. P. 195–209. https://doi.org/10.1177/095632029901000404

  14. Chan P.C., Wu C.Y., Chang W.Y., Chang W.T., Alauddin M., Liu R.S., Lin W.J., Chen F.D., Chen C.L., Wang H.E. // Nucl. Med. Biol. 2011. V. 38. P. 987–995. https://doi.org/10.1016/j.nucmedbio.2011.04.003

  15. Lalut J., Tripoteau L., Marty C., Bares H., Bourgougnon N., Felpin F.X. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2012. V. 22. P. 7461–7464. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2012.10.047

  16. Thomson C., Whitley R. // Adv. Exp. Med. Biol. 2011. V. 697. P. 221–230. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7185-2_15

  17. Chong E.M., Wilhelmus K.R., Matoba A.Y., Jones D.B., Coats D.K., Paysse E.A. // Am. J. Ophthalmol. 2004. V. 138. P. 474–475. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2004.04.027

  18. Elion G.B. // Am. J. Med. 1982. V. 73. P. 7–13. https://doi.org/10.1016/0002-9343(82)90055-9

  19. Furman P.A., St Clair M.H., Spector T. // J. Biol. Chem. 1984. V. 259. P. 9575–9579.

  20. Chen D., Liu Y., Zhang F., You Q., Ma W., Wu J. // Microbiol. Spectr. V. 9. P. e00646-21. https://doi.org/10.1128/Spectrum.00646-21

  21. Sadowski L.A., Upadhyay R., Greeley Z.W., Margulies B.J. // Viruses. 2021. V. 13. P. 1228. https://doi.org/10.3390/v13071228

  22. Lazarus H.M., Belanger R., Candoni A., Aoun M., Jurewicz R., Marks L. // Antimicrob. Agents Chemother. 1999. V. 43. P. 1192–1197. https://doi.org/10.1128/AAC.43.5.1192

  23. Jung D., Dorr A. // J. Clin. Pharmacol. 1999. V. 39. P. 800–804. https://doi.org/10.1177/00912709922008452

  24. De Clercq E., Andrei G., Snoeck R., De Bolle L., Naesens L., Degrève B., Balzarini J., Zhang Y., Schols D., Leyssen P., Ying C., Neyts J. // Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids. 2001. V. 20. P. 271–285. https://doi.org/10.1081/NCN-100002298

  25. Birkmann A., Zimmermann H. // Curr. Opin. Virol. 2016. V. 18. P. 9–13. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2016.01.013

  26. Meier P., Dautheville-Guibal S., Ronco P.M., Rossert J. // Nephrol. Dial. Transplant. 2002. V. 17. P. 148–149. https://doi.org/10.1093/ndt/17.1.148

  27. Ahmed A. // Infect. Disord. Drug Targets. 2011. V. 11. P. 475–503. https://doi.org/10.2174/187152611797636640

  28. Griffiths P., Lumley S. // Curr. Opin. Infect. Dis. 2014. V. 27. P. 554–559. https://doi.org/10.1097/QCO.0000000000000107

  29. Aduma P., Connelly M.C., Srinivas R.V., Fridland A. // Mol. Pharmacol. 1995. V. 47. P. 816–822.

  30. Hagedorn P.H., Yakimov V., Ottosen S., Kammler S., Nielsen N.F., Høg A.M., Hedtjärn M., Meldgaard M., Møller M.R., Orum H., Koch T., Lindow M. // Nucleic Acid Ther. 2013. V. 23. P. 302–310. https://doi.org/10.1089/nat.2013.0436

  31. Mescalchin A., Restle T. // Molecules. 2011. V. 16. P. 1271–1296. https://doi.org/10.3390/molecules16021271

  32. Belikova A.M., Zarytova V.F., Grineva N.I. // Tetrahedron Lett. 1967. V. 37. P. 3557–3562. https://doi.org/10.1016/s0040-4039(01)89794-x

  33. Zamecnik P., Stephenson M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1978. V. 75. P. 280–284. https://doi.org/10.1073/pnas.75.1.280

  34. Bennett C.F. // Annu. Rev. Med. 2019. V. 70. P. 307–321. https://doi.org/10.1146/annurev-med-041217-010829

  35. Shen X., Corey D.R. // Nucleic Acids Res. 2018. V. 46. P. 1584–1600. https://doi.org/10.1093/nar/gkx1239

  36. Havens M.A., Hastings M.L. // Nucleic Acids Res. 2016. V. 44. P. 6549–6563. https://doi.org/10.1093/nar/gkw533

  37. Castanotto D., Stein C.A. // Curr. Opin. Oncol. 2014. V. 26. P. 584–589. https://doi.org/10.1097/CCO.0000000000000127

  38. Hnik P., Boyer D.S., Grillone L.R., Clement J.G., Henry S.P., Green E.A. // J. Diabetes Sci. Technol. 2009. V. 3. P. 924–930. https://doi.org/10.1177/193229680900300440

  39. Amado D.A., Davidson B.L. // Mol. Ther. 2021. V. 29. P. 345–358. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2021.04.008

  40. Seguin R.M., Ferrary N. // Expert Opin. Investig. Drugs. 2009. V. 18. P. 1505–1517. https://doi.org/10.1517/13543780903179294

  41. Roman-Blas J.A., Jimenez S.A. // Osteoarthritis Cartilage. 2006. V. 14. P. 839–848. https://doi.org/10.1016/j.joca.2006.04.008

  42. Matzen K., Elzaouk L., Matskevich A.A., Nitzsche A., Heinrich J., Moelling K. // Nat. Biotechnol. 2007. V. 25. P. 669–674. https://doi.org/10.1038/nbt1311

  43. Janssen H.L.A., Reesink H.W., Lawitz E.J., Zeuzem S., Rodriguez-Torres M., Patel K., van der Meer A.J., Patick A.K., Chen A., Zhou Y., Persson R., King B.D., Kauppinen S., Levin A.A., Hodges M.R. // N. Engl. J. Med. 2013. V. 368. P. 1685–1694. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1209026

  44. Wong J.P., Christopher M.E., Salazar A.M., Sun L.Q., Viswanathan S., Wang M., Saravolac E.G., Cairns M.J. // Front. Biosci. Schol. 2010. V. 2. P. 791–800. https://doi.org/10.2741/s102

  45. Ge Q., Pastey M., Kobasa D., Puthavathana P., Lupfer C., Bestwick R.K., Iversen P.L., Chen J., Stein D.A. // Antimicrob. Agents Chemother. 2006. V. 50. P. 3724–3733. https://doi.org/10.1128/AAC.00644-06

  46. Zhang T., Wang T., Zhao P., Liang M., Gao Y., Yang S., Qin C., Wang C., Xia X. // Int. Immunopharmacol. 2011. V. 11. P. 2057–2061. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2011.08.019

  47. Levina A.S., Repkova M.N., Ismagilov Z.R., Shikina N.V., Malygin E.G., Mazurkova N.A., Zinov’ev V.V., Evdokimov A.A., Baiborodin S.I., Zarytova V.F. // Sci. Rep. 2012. V. 2. P. 256. https://doi.org/10.1038/srep00756

  48. Levina A.S., Repkova M.N., Bessudnova E.V., Filippova E.I., Mazurkova N.A., Zarytova V.F. // Beilstein J. Nanotechnol. 2016. V. 7. P. 1166–1173. https://doi.org/10.3762/bjnano.7.108

  49. Perry C.M., Balfour J.A. // Drugs. 1999. V. 57. P. 375–380. https://doi.org/10.2165/00003495-199957030-00010

  50. Yu A.M., Tu M.J. // Pharmacol. Ther. 2022. V. 230. P. 107 967. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2021.107967

  51. Cantin E.M., Podsakoff G., Willey D.E., Openshaw H. // Adv. Exp. Med. Biol. 1992. V. 312. P. 139–149. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-3462-4

  52. Aurelian L., Smith C.C. // Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 2000. V. 10. P. 77–85. https://doi.org/10.1089/oli.1.2000.10.77

  53. Kulka M., Wachsman M., Miura S., Fishelevich R., Miller P.S., Ts’o P.O., Aurelian L. // Antiviral. Res. 1993. V. 20. P. 115–130. https://doi.org/10.1016/0166-3542(93)90002-z

  54. Kulka M., Smith C.C., Levis J., Fishelevich R., Hunter J.C., Cushman C.D., Miller P.S., Ts’o P.O. // Antimicrob. Agents Chemother. 1994. V. 38. P. 675–680. https://doi.org/10.1128/AAC.38.4.675

  55. Blumenfeld M., Meguenni S., Poddevin B., Vasseur M. // WO1995004141A1, 09.02.1995.

  56. Peyman A., Helsberg M., Kretzschmar G., Mag M., Ryte A., Uhlmann E. // Antivir. Res. 1997. V. 33. P. 135–139. https://doi.org/10.1016/s0166-3542(96)01003-0

  57. Birch-Hirschfeld E., Knorre C.M., Stelzner A., Schmidtke M. // Nucleos. Nucleot. 1997. V. 16. P. 623–628. https://doi.org/10.1080/07328319708002926

  58. Shoji Y., Shimada J., Mizushima Y., Iwasawa A., Nakamura Y., Inouye K., Azuma T., Sakurai M., Nishimura T. // Antimicrob. Agents Chemother. 1996. V. 40. P. 1670–1675. https://doi.org/10.1128/AAC.40.7.1670

  59. Shoji Y., Norimatsu M., Shimada J., Mizushima Y. // Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 1998. V. 8. P. 255–263. https://doi.org/10.1089/oli.1.1998.8.255

  60. Shoji Y., Ishige H., Tamura N., Iwatani W., Norimatsu M., Shimada J., Mizushima Y. // J. Drug Target 1998. V. 5. P. 261–273. https://doi.org/0.3109/10611869808995880

  61. Vinogradov S.V., Suzdaltseva Y., Alakhov V.Y., Kabanov A.V. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994. V. 203. P. 959–966. https://doi.org/10.1006/bbrc.1994.2275

  62. Clusel C., Meguenni S., Elias I., Vasseur M., Blumenfeld M. // Gene Expr. 1995. V. 4. P. 301–309.

  63. Jacob A., Duval-Valentin G., Ingrand D., Thuong N.T. // Eur. J. Biochem. 1993. V. 216. P. 19–24. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1993.tb18111.x

  64. Chiba A., Ogasawara M., Yoshida I., Knox Y.M., Suzutani T. // Tohoku J. Exp. Med. 2000. V. 192. P. 141–149. https://doi.org/doi/10.1620/tjem.192.141

  65. Hoke G.D., Draper K., Freier S.M., Gonzalez C., Driver V.B., Zounes M.C., Ecker D.J. // Nucleic Acids Res. 1991. V. 19. P. 5743–5748. https://doi.org/10.1093/nar/19.20.5743

  66. Draper K.G., Ecker D.J., Mirabelli C.K., Crooke S.T. // Patent US 6310044 B1, publ. 30.10.2001.

  67. Nelson M.H., Stein D.A., Kroeker A.D., Hatlevig S.A., Iversen P.L., Moulton H.M. // Bioconjug. Chem. 2005. V. 16. P. 959–966. https://doi.org/10.1021/bc0501045

  68. Patel D., Opriessnig T., Stein D.A., Halbur P.G., Meng X.J., Iversen P.L., Zhang Y.J. // Antiviral Res. 2008. V. 77. P. 95–107. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2007.09.002

  69. Ge Q., McManus M.T., Nguyen T., Shen C.H., Sharp P.A., Eisen H.N., Chen J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. V. 100. P. 2718–2723. https://doi.org/10.1073/pnas.0437841100

  70. Moerdyk-Schauwecker M., Stein D.A., Eide K., Blouch R.E., Bildfell R., Iversen P., Jin L. // Antiviral Res. 2009. V. 84. P. 131–141. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2009.07.020

  71. Smith C.C., Kulka M., Aurelian L. // Int. J. Oncol. 2000. V. 17. P. 841–850. https://doi.org/10.3892/ijo.17.4.841

  72. Eide K., Moerdyk-Schauwecker M., Stein D.A., Bildfell R., Koelle D.M., Jin L. // Antivir. Ther. 2010. V. 15. P. 1141–1149. https://doi.org/10.3851/IMP1694

  73. Wheeler L.A. // Infect. Dis. Obstet. Gynecol. 2014. V. 2014. P. 125087. https://doi.org/10.1155/2014/125087

  74. Katakowski J.A., Palliser D. // Curr. Opin. Mol. Ther. 2010. V. 12. P. 192–202. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20373263

  75. Manda V., Josyula V.R., Hariharapura R.C. // VirusDis. 2019. V. 30. P. 180–185. https://doi.org/10.1007/s13337-018-00508-z

  76. Baxi K., Sawarkar S., Momin M., Patel V., Fernandes T. // Drug Del. Transl. Res. 2020. V. 10. P. 962–974. https://doi.org/10.1007/s13346-020-00741-4

  77. Mollaei H., Monavari S., Arabzadeh S., Shahrabadi M.S., Fazlalipour M. // J. Antivir. Antiretrovir. 2014. V. 6. P. 114–119. https://doi.org/10.4172/JAA.10000106

  78. Jbara-Agbaria D., Blondzik S., Burger-Kentischer A., Agbaria M., Nordling-David M.M., Giterman A., Aizik G., Rupp S., Golomb G. // Pharmaceutics. 2022. V. 14. P. 633. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14030633

  79. Song B., Liu X., Wang Q., Zhang R., Yang T., Han Z., Xu Y. // J. Neurovirol. 2016. V. 22. P. 799–807. https://doi.org/10.1007/s13365-016-0453-4

  80. Paavilainen H., Lehtinen J., Romanovskaya A., Nygårdas M., Bamford D.H., Poranen M.M., Hukkanen V. // J. Med. Virol. 2016. V. 88. P. 2196–2205. https://doi.org/10.1002/jmv.24578

  81. Paavilainen H., Lehtinen J., Romanovskaya A., Nygårdas M., Bamford D.H., Poranen M.M., Hukkanen V. // Antivir. Ther. 2017. V. 22. P. 631–637. https://doi.org/10.3851/IMP3153

  82. Kalke K., Lehtinen J., Gnjatovic J., Lund L.M., Nyman M.C., Paavilainen H., Orpana J., Lasanen T., Frejborg F., Levanova A.A., Vuorinen T., Poranen M.M., Hukkanen V. // Viruses. 2020. V. 12. P. 1434. https://doi.org/10.3390/v12121434

  83. Kalke K., Lund L.M., Nyman M.C., Levanova A.A., Urtti A., Poranen M.M., Hukkanen V., Paavilainen H. // PLoS Pathog. 2022. V. 18. e1010688. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010688

  84. Steinbach J.M., Weller C.E., Booth C.J., Saltzman W.M. // J. Control. Release. 2012. V. 162. P. 102–110. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2012.06.008

  85. Wu Y., Navarro F., Lal A., Basar E., Pandey R.K., Manoharan M., Feng Y., Lee S.J., Lieberman J., Palliser D. // Cell Host Microbe. 2009. V. 5. P. 84–94. https://doi.org/10.1016/j.chom.2008.12.003

  86. Palliser D., Chowdhury D., Wang Q.Y., Lee S.J., Bronson R.T., Knipe D.M., Lieberman J. // Nature. 2006. V. 439. P. 89–94. https://doi.org/10.1038/nature04263

  87. Wolff N., Kollenda S., Klein K., Loza K., Heggen M., Brochhagen L., Witzke O., Krawczyk A., Hilger I., Epple M. // Nanoscale Adv. 2022. V. 4. P. 4502–4516. https://doi.org/10.1039/d2na00250g

  88. Currie S., Kim S., Gu X., Ren X., Lin F., Liu S., Yang C., Kim J., Liu S. // Colloids Surf. B Biointerfaces. 2020. V. 196. P. 111287. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2020.111287

  89. Grajewski R.S., Li J., Wasmuth S., Hennig M., Bauer D., Heiligenhaus A. // Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2012. V. 250. P. 231–238. https://doi.org/10.1007/s00417-011-1840-4

  90. Li J., Wasmuth S., Bauer D., Baehler H., Hennig M., Heiligenhaus A. // Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2008. V. 246. P. 1265–1273. https://doi.org/10.1007/s00417-008-0839-y

  91. Mei H., Xing Y., Yang J., Wang A., Xu Y., Heiligenhaus A. // Pathobiology. 2009. V. 76. P. 45–50. https://doi.org/10.1159/000178155

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Биоорганическая химия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал