Лаборатория молекулярных основ химиотерапии вирусных инфекций

Заведующий лабораторией — к. б. н. Зарубаев Владимир Викторович

Телефон: +7 (812) 234–67–25

E-mail: zarubaev@influenza.spb.ru









Лаборатория химиотерапии была создана в 1971 году под руководством профессора Веры Ивановны Ильенко. За время существования здесь были исследованы, разработаны и внедрены в практику здравоохранения многие противовирусные, иммуномодулирующие и патогенетические химиопрепараты, широко используемые в настоящее время для профилактики и лечения гриппа. 

В настоящее время лабораторией руководит В. В. Зарубаев, к. б. н., специальность — вирусология. Круг научных интересов включает поиск новых противовирусных препаратов синтетического и природного происхождения, направленный синтез и тестирование противовирусной активности соединений с заданными свойствами, разработку моделей вирусных инфекций на лабораторных животных и их использование для тестирования вирусингибирущего действия веществ.

Основные направления деятельности лаборатории

  • исследования противовирусной активности и доклинические испытания новых химио- и биопрепаратов,
  • исследование механизма действия противовирусных соединений, разработка схем и способов сочетанного применения препаратов с различным механизмом активности,
  • мониторинг за восприимчивостью современных штаммов вируса гриппа к клиническим противовирусным средствам,
  • определение интерферонового статуса больных.
Оценка вирусингибирующего действия химических соединений проводится на клеточных культурах или куриных эмбрионах. Набор модельных вирусов включает вирусы гриппа А (H1N1, H2N2, H3N2, H5N2, H5N3) и B, аденовирусы различных серотипов, респираторно- синцитиальный вирус, вирус парагриппа, вирусы простого герпеса 1 и 2 типа.

Вещества, проявившие активность в культуре клеток или являющиеся биологически активными агентами иного механизма действия, исследуются на моделях вирусных инфекций у лабораторных животных. В число таких моделей входят:

Постановка экспериментов допускает как детальное изучение нескольких веществ в разных дозах и режимах применения, так и широкомасштабный скрининг большого количества химических соединений в опытах in vitro и in vivo.

Комплексное изучение механизма вирусингибирующего действия веществ включает использование методов вирусологии, иммунологии в различных модификациях (ИФА, ELISA, иммуноцито- и иммуногистохимический анализ, цитопроточная флюорометрия), биохимии, а также морфологического анализа при помощи световой и электронной микроскопии.

Основные достижения

С периода создания в лаборатории были выделены такие противогриппозные препараты как «Адапромин» и «Дейтифорин», а также выделены целые группы соединений, такие как азоло-азины и борнильные производные тетрагидрохиноксалинов (последняя защищена европейским патентом WO/1991/008209), обладающих оригинальным спектром противовирусной активности.

Начиная с 1972 года, в лаборатории проводились клинические испытания американского противогриппозного препарата — «Амантадина», и препарата «Ремантадина», ресинтезированного в Институте органического синтеза в городе Риге Я. Ю. Полисом. До начала 90-х годов «Ремантадин» являлся основным лечебным и профилактическим противогриппозным препаратом в России.

В 1974 году в лаборатории были начаты исследования по синтезу и тестированию биологической активности противовирусных соединений на полимерных носителях. Первым соединением этой группы стал полимерный «Амантадин», защищенный впоследствии авторским свидетельством, после чего основное внимание было уделено полимерным производным «Ремантадина». В ходе экспериментов было продемонстрировано существенное усиление удельной противовирусной активности соединений, и, что особенно важно, значительная пролонгация противовирусного эффекта и удлинение времени жизни препаратов в организме, что позволило снизить дозу и сократить кратность приема соединений при терапии гриппа. Результатом работы стало создание отечественного препарата «Полирем» (полимерное производное ремантадина на основе гетерополимера винилового спирта и виниламидоянтарной кислоты, ВС–ВАЯК), защищенного патентом Российской Федерации (RU 20713232 C1), и «Релонг» (то же с использованием в качестве носителя полиакриловой кислоты, ПАК).

Разработка препарата «Альгирем» (ОРВИРЕМ, патент RU 2185822), представляющего собой комбинацию «Ремантадина» с альгиновыми кислотами, позволило также снизить токсичность препарата и рекомендовать этот этиотропный препарат детям с 1 года.

В лаборатории была проведена основная часть вирусологических тестов при разработке других индукторов интерферона, в настоящее время используемых в клинической практике при противовирусной терапии — «Арбидол» (патент RU 2255086 C1), «Камедон», «Циклоферон» (Патент РФ № 2115415), «Полудан». Было показано, что препарат «Циклоферон» (N–(1–дезокси–d–глюцитол–1–ил)–N–метиламмониевая соль 10–карбоксиметил–9–акриданона), помимо способности к индукции высоких титров интерферона, обладает непосредственным противовирусным действием, в частности в отношении аденовируса человека. Показано также, что индуктор интерферона «Полудан» обладает способностью угнетать размножение вируса гриппа в культуре клеток Vero, не способной к нормальному синтезу интерферона, что предполагает наличие у этого препарата дополнительного механизма противовирусной активности.

Анализ широкого ряда соединений ряда тритерпенов (бетулиновая, бетулоновая, глицерретовая, мороновая кислоты и др.) позволил выявить среди представителей этой группы вещества, активные в отношении вирусов гриппа различных штаммов, в том числе и устойчивых к ремантадину, что делает необходимым дальнейшую разработку противовирусных веществ среди этих соединений. Также были получены полимерные производные тритерпеновых соединений и, как и в случае ремантадина, показано усиление удельной противовирусной активности веществ. Способ получения полимерных производных тритерпенов защищен патентом РФ (RU 2253657 C2).

Помимо поиска специфических противовирусных препаратов в лаборатории были проведены исследования по разработке и тестированию соединений, используемых в терапии вирусных инфекций как средства, повышающие противовирусную защиту организма («Гриппферон» — рекомбинантный альфа-интерферон, «Ингарон», препарат рекомбинантного человеческого гамма– интерферона, «Ропрен» — натуральное вещество изопренового ряда, «Изопринозин» – комплекс инозина с диметиламино-2-пропанол p-ацетамидо-бензоатом), снижающие тяжесть заболевания и предотвращающие развитие осложнений — антиоксиданты (липосомальный Бета–каротин, «Олифен», «Амла», «Дигидрокверцетин» и его кальциевая соль), ингибиторы протеолиза (Амбен), а также комплексные неспецифические противовирусные препараты (хвойно-каротиновый экстракт, зубная паста Лесная, эфирные растительные экстракты и их комбинация «Кармолис»). В настоящее время комбинация средств различного механизма протективной активности служит эффективной мерой профилактики и лечения гриппозной инфекции. В частности, дигидрокверцетин как средство лечения гриппозной инфекции защищен патентом РФ 2380100 (приоритет 27.08.2008).

В 2003 и 2005 гг. в связи с эпидемией атипичной пневмонии и инфицированием человека вирусом гриппа птиц H5N1 в лаборатории было проведено исследование активности клинических химиопрепаратов в отношении коронавируса человека. Была продемонстрирована активность «Озельтамивира», «Арбидола», «Амиксина», «Полудана» и «Гриппферона» в отношении модельного коронавируса человека HCoV/SPb/01/2003 и вирусов гриппа птиц H5N1, H5N2 и H5N3.

Начиная с 2009 г. в лаборатории проводятся исследования активности противовирусного препарата «Ингавирин» против респираторных вирусов человека, включая грипп, в т. ч. пандемический, респираторно- синцитиальный вирус, аденовирусы человека и вирус парагриппа. Показано, что «Ингавирин» снижает инфекционную активность, приводя к формированию неинфекционного потомства, а также обладает выраженным противовоспалительным и цитопротекторным действием.

Межинститутские и международные научные связи в рамках грантов, проектов, программ

Избранные публикации лаборатории

  • «Direct antiviral action of cycloferon (10-carboxymethyl-9-acridanone) against adenovirus type 6 in vitro»
    V. V. Zarubaev, A. V. Slita, A. C. Sirotkin, V. Z. Krivitskaya, N. K. Chatterjee
    Antiviral Research, 2003, 58/2 pp. 131-137.
  • «Оценка метаболических параметров in vitro как модель для тестирования цитотоксичности противовирусных лекарств»
    О. И. Киселев, Е. М. Еропкина, Т. Д. Смирнова, М. Ю. Еропкин, Е. В. Ильинская, В. П. Сухинин, А. П. Прочуханова, В. В. Зарубаев
    Экспериментальная и клиническая фармакология, 2006; 69:65-70.
  • «Photodynamic inactivation of influenza virus with fullerene C60 suspension in allantoic fluid»
    V. V. Zarubaev, I. M. Belousova, O. I. Kiselev, L. B. Piotrovsky, P. M. Anfimov, T. C. Krisko, T. D. Muraviova, V. V. Rylkov, A. M. Starodubzev, A. C. Sirotkin
    Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, Volume 4, Issue 1, March 2007, Pages 31-35
  • «Effect of 6-azacytidine on the course of experimental adenoviral infection in newborn Syrian hamsters»
    V. V. Zarubaev, A. V. Slita, V. P. Sukhinin, L. N. Nosach, N. S. Dyachenko, O. Y. Povnitsa, V. L. Zhovnovataya, I. V. Alexeeva, L. I. Palchikovskaya
    J. Chemother. 2007 Feb;19(1): 44-51.
  • «Influenza Epidemics and Acute Respiratory Disease Activity are Associated with a Rise in Autopsy-Confirmed Death Due to Coronary Heart Disease: Results from Eight Years of Autopsies in About 35,000 Subjects»
    M. Madjid, C. C. Miller, S. W. Casscells, V. V. Zarubaev, I. G. Marinich, O. I. Kiselev, Y. V. Lobzin, A. E. Filippov
    European Heart Journal 2007; 28:1205-1210.
  • «Hydrophobically modified low molecular weight chitosans as efficient and nontoxic gene delivery vectors»
    X. Zhang, S. Ercelen, G. Duportail, E. Schaub, V. Tikhonov, A. Slita, V. Zarubaev, V. Babak, Y Mély
    J Gene Med 2008; 10: 527–539.
  • «Photodynamic Inactivation of Enveloped Viruses by Fullerene: Study of Efficacy and Safety»
    V. V. Zarubaev, O. I. Kiselev, I. Belousova, L. Piotrovsky, A. Slita, A. Sirotkin, P. Anfimov, T. Muraviova, A. Starodubtsev.
    In Medicinal Chemistry and Pharmacological Potential of Fullerenes and Carbon Nanotubes. Cataldo, Franco; Da Ros, Tatiana (Eds.) 2008, VIII, 408 ISBN: 978-1-4020-6844-7.
  • «Synthesis and anti-viral activity of azolo-adamantanes against influenza A virus»
    V. V. Zarubaev, E. L. Golod, P. M. Anfimov, A. A. Shtro, V. V. Saraev, A. S. Gavrilov, A. V. Logvinov, O. I. Kiselev.
    Bioorg Med Chem 2010; 18:839-848.
  • «Противовирусная активность «Ингавирина» при экспериментальной летальной гриппозной инфекции у белых мышей, вызванной вирусом гриппа В»
    В. В. Зарубаев, А. В. Гаршинина, Н. А. Калинина, А. А. Штро, В. Е. Небольсин, О. И. Киселев.
    Антиботики и химиотерапия, 2010;55(3-4):8-11.
  • «Протективная активность «Ингавирина» при экспериментальной летальной гриппозной пневмонии, вызванной пандемическим вирусом гриппа A (H1N1)v у белых мышей»
    В. В. Зарубаев, А. В. Гаршинина, Н. А. Калинина, А. А. Штро, С. В. Беляевская, В. Е. Небольсин, О. И. Киселев.
    Антибиотики и химиотерапия, 2010;55(5-6):24-31.