Противовирусная активность дуплексов поли(А)?поли(У), модифицированных цис-диаммин-дихлорплатиной(II)

НИИ детских болезней РАМН, Санкт-Петербург; Институт высокомолекулярных соединений РАН, Санкт-Петербург; Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН, Гатчина, Ленинградская обл.

В начало...

В предыдущей работе нами было показано, что при определенной степени модификации соединениями платины противогриппозная профилактическая активность поли(Г)?поли(Ц) может повышаться [5]. Поэтому мы провели аналогичные исследования зависимости противогриппозной и интерферон-индуцирующей активности поли(А)?поли(У) от степени его модификации цис-ДДП. Модифицировали предварительно приготовленный дуплекс, в результате чего получали комплексы цис-ДДП с дуплексом поли(А)? поли(У). Данные о противогриппозной активности таких комплексов приведены в табл. 2. Видно, что их защитная активность монотонно возрастает с повышением r_b.

Таблица 2. Защитная противогриппозная активность комплексов цис-ДДП с дуплексом поли(А)?поли(У) с различной степенью модификации (rb)
rb	Выживаемость мышей после заражения 100 LD50 вируса гриппа АO/PR8 (в сутках)						Kумулятивная выживаемость, %	р
	5	6	7	8	10	11
0	21/21	17/21	11/21	6/21	0/21	0/21	43,6	-
0,02	20/20	17/20	11/20	8/20	1/20	0/20	47,5	>0,05
0,05	20/20	17/20	13/20	10/20	6/20	0/20	55,0	>0,01
0,10	19/19	18/19	15/19	11/19	5/19	3/19	62,3	<0,05
0,20	19/19	19/19	16/19	13/19	10/19	5/19	71,9	<0,01
Плацебо	19/21	13/21	5/21	0/21	0/21	0/21	29,4	-

Примечания. 1. Препараты вводили интраназально в дозе 20 мкг/мышь за сутки до заражения вирусом гриппа. 2. Уровень значимости р рассчитан для активности модифицированных дуплексов поли(А)?поли(У) (r_b = 0,02-0,20) в сравнении с активностью немодифицированного дуплекса (r_b = 0).

Титры интерферона у мышей в разные сроки после введения модифицированных препаратов- комплексов цис-ДДП с дуплексом поли(А)?поли(У) представлены в табл. 3. Сравнение титров интерферона, измеренных в легочной ткани через 4, 6, 24 и 48 ч после введения препаратов, показывает, что при небольшой степени модификации (r_b = 0,02 и 0,05) наблюдается некоторое снижение уровня продукции интерферона, но при дальнейшем повышении r_b до 0,2 уровень продукции интерферона восстанавливается и даже начинает несколько превосходить уровень, индуцированный немодифицированным поли(А)? поли(У). Наиболее существенный эффект состоит в том, что при r_b = 0,1 и 0,2 резко возрастает количество интерферона, обнаруживаемого в мозге животных.

Таблица 3. Титры интерферона в легочном гомогенате и мозге мышей после внутривенного введения комплексов дуплекса поли(А)?поли(У) с цис-ДДП с различной степенью модификации
rb	Органы животных	Срок после введения, ч
		4	6	24	48
0	легкие	80	320	160	10
	мозг	0	40	0	10
0,02	легкие	40	160	40	0
	мозг	0	0	0	0
0,05	легкие	80	110	80	10
	мозг	0	20	0	0
0,10	легкие	80	320	80	10
	мозг	0	80	10	10
0,20	легкие	80	640	160	40
	мозг	80	320	10	10

Таким образом, полученные результаты подтверждают принципиальную возможность повышения активности поли(А)?поли(У) in vivo практически до уровня активности поли(Г)?поли(Ц) и поли(И)?поли(Ц) модификацией соединениями платины [9]. Эти данные существенно отличаются от эффектов, наблюдавшихся нами при модификации поли(Г)?поли(Ц) [1], где при r_b = 0,02 его активность несколько возрастала, но затем снижалась уже при r_b = 0,05. Модификация же поли(А)?поли(У) именно при r_b выше 0,05 существенно повышает его активность. Можно сделать вывод, что модификация поли(Г)?поли(Ц) и поли(А)?поли(У) цис-ДДП, при сходном механизме первичного акта взаимодействия лиганда с пуриновым гетероциклическим основанием, приводит к различным последствиям на уровне макромолекулярной структуры.

Цис-ДДП связывается с пуриновыми основаниями в N(7)-положении гетероцикла [10], что приводит к образованию в полинуклеотидной двойной спирали внутри- и межцепных сшивок. Для полирибонуклеотидных дуплексов - индукторов интерферона ранее было отмечено, что химическая модификация пуриновых оснований в N(7)-положении (в частности, замена атома N на С) влияет на их биологическую активность и в некоторых случаях может даже несколько повысить ее - за счет, по-видимому, изменения общей геометрии двойной спирали [11]. В данном случае также нельзя исключить такой эффект оптимизации общей геометрии дуплекса. Однако структура поли(А)?поли(У) имеет дополнительную специфику. Известно, что поли (А) может при определенных условиях (в частности, при повышении ионной силы) образовывать с поли (У) трехнитевой комплекс состава поли(А)? 2поли(У). В образовании водородных связей со вторым урацилом участвуют атомы азота N(7) гетероцикла аденина [8]. Было показано, что даже при умеренной ионной силе, температуре около 20 ?С и эквимолярном соотношении поли(А) и поли(У) их взаимодействие может носить довольно сложный характер. Образуется не просто канонический дуплекс с формированием водородных связей через N(1) атом аденина, но часть цепей поли(У) или их участков способна перемещаться, взаимодействуя с N(7)-атомами аденинов, и за счет формирования хугстиновских пар А?У создавать двунитевые участки другой геометрии или даже локальные трехнитевые участки [12]. Такие нарушения спаривания комплементарных цепей мы называем локальными внутримолекулярными дефектами [5]. Они понижают эффективную длину двунитевых участков, необходимых для индукции интерферона и противовирусной резистентности. Мы предполагаем, что именно этим объясняется наблюдаемая нами и другими авторами пониженная биологическая активность поли(А)?поли(У). При модификации же поли(А)?поли(У) цис-ДДП, в особенности при достаточно высоких значениях r_b, лиганд блокирует с большой частотой N(7)-положения адениновых оснований и, конкурируя за эти группы с поли(У), препятствует возникновению указанных нарушений структуры. Следствием этого является снижение, по мере увеличения r_b, количества внутримолекулярных дефектов в дуплексе поли(А)?поли(У) и общее повышение длины его активных участков, что сказывается в возрастании интерферон-индуцирующей и противовирусной активности. Более детальная проверка этого предположения с привлечением физико-химических методов является предметом наших дальнейших исследований.

АНТИБИОТИКИ И ХИМИОТЕРАПИЯ, 1999-N6, стр. 12-15.

ЛИТЕРАТУРА

2. Ершов Ф.И., Чижов Н.П., Тазулахова Э.Б. Противовирусные средства. СПб 1993.

3. Krust B., Callebaut C., Hovanessian A.G. AIDS Res Hum Retroviruses 1993; 9: 1087-1090.

4. De Clercq E., Wells R.D., Grant R.C. et al. J Molec Biol 1971; 56: 83-100.

5. Аксенов О.А., Мурина Е.А., Коган Э.М. и др. Вопр вирусол 1995; 40: 56-59.

6. Brabec V., Vrana O., Platonova G.A. et al. Chem Biol Interact 1991; 78: 1-12.

7. Тимковский А.Л., Аксенов О.А., Бреслер С.Е. и др. Вопр вирусол 1973; 18: 350-355.

8. Felsenfeld G., Davies D.R., Rich A. J Amer Chem Soc 1957; 79: 2023-2024.

9. Аксенов О.А., Платонова Г.А., Тимковский А.Л. Заявка на пат РФ N 97106675/04б. Приор от 27.04.1997.

10. Lippard S.J. Pure Appl Chem 1987; 59: 731-742.

11. Bobst A.M., Torrence P.F., Kouidou S., Witkop B. Proc Natl Acad Sci USA 1976; 73: 3788-3792.

12. Spodheim M., Neumann E. Biopolymers 1977; 16: 289-298.