新的生物传感器方法在筛选抗冠状病毒药物时消除了生物安全实验室的需要
大流行已持续19个月，鉴于该病毒在全球持续存在，能够迅速变异为新的变种，并可能发展出对现有药物或疫苗具有耐药性的毒株，对针对COVID-19的抗病毒药物的需求显而易见。
但开发抗病毒药物可能需要很多年;丙型肝炎，艾滋病毒和人乳头状瘤病毒(人乳头瘤病毒)都说明了这种努力所涉及的无数困难。例如，最终被证明可以有效治疗丙型肝炎病毒的抗病毒药物组合已经开发了几十年。
解决这一挑战的一个有希望的发展是一种新的高通量筛选这种方法旨在快速筛选针对SARS-CoV2病毒的候选抗病毒药物。它是由布法罗大学的科学家团队开发的，由第一作者兼研究助理教授Rama Dey-Rao博士和高级作者兼教授Thomas Melendy博士领导，他们都在布法罗大学雅各布斯医学院和生物医学科学的微生物学和免疫学系工作。
在本月早些时候发表的一篇论文中描述抗病毒研究,筛选方法的设计是为了识别某一类抗病毒药物抑制主要蛋白酶(MPro)，一种特定的SARS-CoV2靶标。
布法罗大学的研究人员报告说，他们的筛选试验实现了几个重要目标:
- 它表达完全成熟的、有功能的SARS-CoV-2主蛋白酶，而其他大多数研究都表达了轻微改变的形式，这不是药物筛选的最佳形式。
- 它可以评价主蛋白酶在活人体细胞中的功能。
- 该系统的设计，使抑制主蛋白酶产生一个积极的信号活细胞．产生负信号的系统需要进一步筛选，以识别由细胞毒性引起的假阳性。
Melendy说:“我们的贡献是创造了这种筛选方法，使许多甚至数千种具有抗SARS-CoV2活性的化合物可以在短短几小时或几天内快速筛选出来，而使用其他方法则需要几周或几个月。”
他补充说，布法罗大学和大多数研究型大学一样，已经同意让其他人很容易地利用这类大流行资源。
招聘:蛋白酶抑制剂
这种新的筛选方法确定了抑制一种称为主蛋白酶的酶的抗病毒药物，这种酶是SARS-CoV2复制所必需的。一旦病毒进入细胞，主蛋白酶对产生其他病毒酶至关重要，这些病毒酶在被感染的细胞内发挥作用，从而产生更多的病毒和病毒传播。
UB筛选方法的优点是它省去了通常用于筛选抗病毒药物的几个步骤。
梅伦迪解释说，在大多数情况下，抑制剂病毒酶是通过在试管中找到并设计首先针对病毒酶的分子来开发的。在此基础上，必须进行额外的测试，以确定其毒性，进入人体细胞的能力，以及一旦进入人体细胞，其有效性。
在那之后，他继续说，候选药物需要对人类细胞的病毒感染进行测试，这需要生物安全3级设施，因为使用活病毒工作涉及危险，需要高水平的控制。因为针对活病毒的检测是危险的，所以非常昂贵，也更费时。因此，它不适合快速筛选大量的化合物。
Melendy说:“相比之下，我们开发的系统只使用病毒主蛋白酶，而不是在人类细胞中表达的整个传染性病毒，所以它‘分离’了一个病毒目标。”“当主蛋白酶发挥作用时，这意味着病毒能够复制，细胞将表达一种被主蛋白酶裂解的生物传感器。但如果将病毒主蛋白酶(一种潜在的抗病毒药物)的有效抑制剂添加到这些细胞中，生物传感器就不会被切断，细胞就会发出红色荧光。”
Dey-Rao说:“由于在高通量筛查中不涉及活病毒，该系统不需要昂贵和有风险的BSL-3生物防护。”
梅伦迪补充说:“由于整个过程发生在活的培养细胞内，这表明任何被识别的抑制剂都必须在活细胞中起作用。”
一旦确定了一种抑制剂，下一步将是在动物模型中测试它对人类细胞的病毒感染，然后进行临床试验。微生物学和免疫学系Spyridon Stavrou团队的博士后Uddhav Timilsina博士证实了这种基于细胞的系统是有效的，并且在UB试验中测试的一种抑制Main蛋白酶的药物对人类肺部SARS-CoV2感染表现出类似的抑制作用细胞．
药物“鸡尾酒”
有效筛选数千种化合物的能力是关键，因为单一的抗病毒药物通常是不够有效的。正如我们在艾滋病毒和丙型肝炎病毒中看到的那样，SARS-CoV2病毒也可能需要抗病毒药物的组合或“鸡尾酒”。
梅伦迪解释说:“抗病毒药物并不‘完美’，病毒可能会变异，对抗病毒药物产生耐药性。”“因此，开发针对特定病毒靶蛋白的多种药物更有效。用一种以上抗病毒药物的‘鸡尾酒’治疗个体也是非常有利的。”
他补充说，一些HCV毒株目前正在通过一种包括丙型肝炎病毒基因组复制酶抑制剂、另一种病毒酶和丙型肝炎病毒的组合有效地治愈患者蛋白酶．
Melendy指出，默克公司已向美国食品和药物管理局提交的SARS-CoV2抗病毒药物是一种SARS-CoV2基因组复制酶抑制剂。梅伦迪说:“将其与SARS-CoV-2主蛋白酶抑制剂结合起来，可能会提供一种更有效的治疗方法。”
他补充说，由于大多数公共卫生专家预计SARS-CoV2将在全球人群中流行，继续传播，导致疾病和死亡，抗病毒药物和疫苗将是应对这场大流行的关键部分。
“拥有一种以上的抗病毒药物来对抗不止一种病毒目标，这对于应对疫情至关重要，特别是如果一种病毒感染药物-抗性变体出现，因为这样的病毒只会对一类抗病毒药物产生耐药性，”他说。
