شبیه سازی بیوانفورماتیکی داروهای درمان بیماری کرونا

ایوب نیک‌روان متخصص مکاترونیک و هوش مصنوعی که به تازگی استارت آپی در زمینه طراحی دارو با هوش مصنوعی ایجاد کرده است، توانسته با تحلیل بر داروهایی که به عنوان درمان کرونا در آینده ذکر خواهند شد، مشارکت داشته باشد.

شبیه سازی بیوانفورماتیکی داروهای درمان بیماری کرونا
 
یافتن کابربرد جدید یک دارو  بین داروی موجود سریعترین روش برای طراحی داروی یک بیماری جدید مانند Corona است. این روش به‌عنوان هدف گذاری مجدد دارو (drug repurposing) شناخته می‌شود. بسیاری از داروها توسط افراد مختلف و گروه‌های محقق برای Corona پیشنهاد شده‌اند؛ اما هیچکدام از آن‌ها به‌طور قطعی برای درمان کرونا تأیید نشده‌اند. هر چند به دلیل فوریت در معالجه بیماران، بسیاری از آن‌ها در مراکز پزشکی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
 
اما اینکه کدام داروها اثرات بهتری دارند هنوز مشخص نیست. بنابراین آزمایش‌های بالینی برای بررسی اثرات دارو   به دلیل اینکه در شرایط غیر یکسان و گاه مبهم انجام شده‌اند، نتایج مختلف و گاهی گمراه کننده به همراه داشته است.
 
روش دیگر برای بررسی داروها، استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی دارو برای بررسی اثر گذاری آن‌ها بر روی پروتیین‌ها و آنزیم‌های مختلف است. در این نرم افزارها با استفاده از روش دینامیک مولکولی و بررسی قدرت اتصال بین اتم‌های مولکول‌ها به عددی موسوم به قدرت اتصال می رسیم که قدرت بین مولکولی را در اتصال‌های مختلف از جمله هیدروژنی را مقدار هی می‌کند.
 
برای استفاده از این روش لازم است تا جایگاهی از آنزیمی که دارای قابلیت اتصال مولکول داروهای مختلف است را تایین کرد و با استفاده از نرم افزارهای docking از جمله قدرت اتصال داروها را مورد بررسی قرار داد.
 
در این مطالعه‌ای که انجام شده است، با شبیه سازی ۱۳ داروی پیشنهادی برای درمان کرونا، میزان اثرگذاری آن‌ها بر روی پروتاز کووید ۱۹ مورد مقایسه قرار گرفت.  مقدار توانایی تلفیق دارو با پروتیین گیرنده بستگی به جایگاه نشستن یا تلفیق دارو بر روی گیرنده دارد. در این تحقیق ابتدا بهترین مکان برای تلفیق با پروتاز  کووید ۱۹ به دست آمد و نتیجه توانایی تلفیق هر یک از داروها  در این مکان مورد مقایسه قرار گرفته است  که نتایج آن به صورت خلاصه در جدول زیر آورده شده است.
 
داروی پیشنهادی ترامپ در رده آخر اثر گذاری قرار گرفت
 
نتایج نشان می‌دهد دو داروی Remdesivir و TMC۳۱۰۹۱۱ بهترین توانایی تلفیق با پروتاز کووید ۱۹ را دارند. (مقدار منفی بیشتر به معنی امتیاز بالاتر است) به طوری‌که در مقایسه با داروی Chloroquine (داروی پیشنهادی ترامپ!)  و Triazavirin  قدرت ۳ برابری از خود نشان داده‌اند.
 
بنابراین داروی Remidesivir را می‌توان به عنوان بهترین داروی شناخته شده برای درمان کرونا معرفی نمود. متاسفانه  در ۲۳ مارس ۲۰۲۰، شرکت گیلیاد (تولید کننده داروی Remdesivir ) دسترسی به داروی رمدزیویر را به حالت تعلیق در آورد. (به استثنای موارد حاد بیماری، کودکان و خانم های باردار) علت این مسئله مشکلات مرتبط با تامین عنوان شده است. از این جدول می توان به ترتیب داروهای جایگزین این دارو را به دست آورد که در ادامه به بررسی و معرفی بیشتر این داروها ترتیب رتبه پرداخته می شود.
داروی Remdesivir ، یا GS-۵۷۳۴ ، یک آنالوگ آدنوزین تری فسفات است که برای اولین بار در سال ۲۰۱۶ در پزشکی به عنوان یک درمان بالقوه برای ابولا توصیف شده است و در سال ۲۰۱۷ ، فعالیت آن علیه خانواده کروناویروس ویروس ها نیز نشان داده شد.
 
۱- داروی  TMC-۳۱۰۹۱۱ (با نام ASC-۰۹ نیز شناخته می‌شود) یک مهارکننده جدید پروتئاز (PI) است که از لحاظ ساختاری شبیه به darunavir است. تاثیر این دارو برای استفاده در عفونت HIV-۱ در مراحل آزمایشگاهی است. در حال حاضر TMC-۳۱۰۹۱۱ همراه با سایر روشهای درمانی آنتی ویروس های HIV ، به عنوان یک درمان احتمالی برای COVID-۱۹ ناشی از
 
SARS-CoV-  د۲  در حال بررسی است.
 
 ۳- Ritonavir یک مهارکننده پروتئاز HIV است که در چرخه تولید مثلی HIV دخالت می کند. اگرچه در ابتدا به عنوان یک عامل ضد ویروسی مستقل توسعه داده شد ، اما نشان داده شده که دارای خواص مطلوبی در رژیم های ترکیبی با ریتوناوویر با دوز کم و سایر مهار کننده های پروتئاز است. اکنون بیشتر به عنوان تقویت کننده سایر مهارکننده های پروتئاز مورد استفاده قرار می گیرد و هم در فرمولاسیون مایع و هم به عنوان کپسول در دسترس است.
 
۴- Galidesivir یک آنالوگ آدنوزین است که برای استفاده در برابر ویروس  ابولا زئیر آزمایش شده است. در مطالعات حیوانی ، galidesivir در افزایش میزان بقا از عفونت های ایجاد شده توسط عوامل بیماری زا مختلف ، از جمله ویروس های ابولا ، ماربورگ ، تب زرد و زیکا مؤثر بود. در شرایط آزمایشگاهی ، این دارو فعالیت ضد ویروسی با طیف گسترده ای را در برابر انواع ویروس از جمله coronaviruses ، filoviruses و arenaviruses نشان داده است. کارآزمایی های بالینی فاز ۱ برای تعیین ایمنی این دارو در انسان آغاز شده است. به دلیل فعالیت آن در برابر سایر کورونا ویروس ها ، ممکن است به عنوان یک درمان بالقوه برای COVID-۱۹ مورد بررسی قرار گیرد.
 
۵- Brilacidin برای مراقبت های حمایتی از موکوزیت ، استوماتیت ، بیماری های دهان و نئوپلاسم های سر و گردن تحت بررسی است.
 
۶- Lopinavir  یک مهارکننده پروتئاز ضد ویروسی است که در ترکیب با سایر ضد ویروس ها در درمان عفونت HIV-۱ مورد استفاده قرار می گیرد . لپیناویر به طور انحصاری با ترکیب ریتونوویر به بازار عرضه  می شود. این ترکیب برای اولین بار توسط ابوت تحت نام تجاری Kaletra در سال ۲۰۰۰ به بازار عرضه شده است. مانند سایر مهار کننده های پروتئاز (مانند ساکیناویر ، نلفیناویر) ، لوپیناویر یک مولکول پپتیدیمیمتیک حاوی یک هیدروکسی اتیلن است که پیوند پپتید آنزیم پروتئین HIV-۱ را مورد هدف قرار می دهد اما خود آن را نمی توان شکاف داد و از این طریق مانع از فعالیت پروتئیناز HIV-۱ می شود.
 
۷- Darunavir یک مهار کننده پروتئاز است که با سایر داروهای مهار کننده پروتئاز HIV و ریتونوویر برای مدیریت مؤثر عفونت HIV-۱ مورد استفاده قرار می گیرد. داروناویر به عنوان مهار کننده پروتئاز نسل دوم ، برای مبارزه با مقاومت در برابر ا درمان HIV طراحی شده است. این دارو در ابتدا در سال ۲۰۰۶ توسط FDA مورد تأیید قرار گرفت. Darunavir به عنوان یک درمان احتمالی برای SARS-CoV-۲  مورد بررسی قرار گرفته است، زیرا شواهد آزمایشگاهی از توانایی آن در مبارزه با این عفونت پشتیبانی می کند. کارآزمایی بالینی این دارو در حال انجام است و انتظار می رود در اوت سال ۲۰۲۰ به پایان برسد.
 
۸- Nelfinavir  یک مهار کننده قوی پروتئین HIV-۱ است. این دارو به همراه سایر داروهای ضد ویروسی در درمان HIV در بزرگسالان و کودکان استفاده می شود. نلفیناویر آنزیم پروتئیناز ویروس HIV را مهار می کند و مانع از شکاف پلی پروتیین gag-pol می شود که در نتیجه ذرات ویروسی غیر عفونی و نابالغ ایجاد می شود.
۹- Atazanavir (که قبلاً با عنوان BMS-۲۳۲۶۳۲ شناخته می شد) یک داروی ضد ویروسی از کلاس مهار کننده پروتئاز (PI) است. مانند سایر ضد ویروسها ، از آن برای درمان عفونت ویروس نقص سیستم ایمنی بدن (HIV) استفاده می شود. Atazanavir از دیگر PI های بدن متمایز است زیرا می توان آن را یک بار در روز (به جای نیاز به دوز چند بار در روز) تجویز کرد و تأثیر کمتری در مشخصات لیپید بیمار (مقادیر کلسترول و سایر مواد چربی موجود در خون) دارد. این دارو مانند سایر مهارکننده های پروتئاز ، فقط در ترکیب با سایر داروهای HIV استفاده می شود. سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) در ۲۰ ژوئن ۲۰۰۳ آتازاناویر را تأیید کرد.
 
۱۰- Favipiravir  که توسط  یک شرکت ژاپنی کشف شده است ، یک آنالوگ پیرازین اصلاح شده است که در ابتدا برای استفاده درمانی در موارد مقاوم به آنفلوانزا تأیید شد.  Favipiravir نه تنها از تکثیر آنفولانزای A و B جلوگیری می کند  بلکه  این دارو احتمال  درمان انواع آنفولانزا را که در برابر مهار کننده های نورآمینیداز مقاوم هستند را نشان می دهد از آن جمله می توان به  آنفولانزای پرندگان، پاتوژن هایی مانند ویروس ابولا ، ویروس لاسا و اکنون COVID-۱۹اشاره کرد.
 
۱۱- Umifenovir یک عامل ضد ویروسی مستقر در ایندول ، آبگریز ، دوتایی است که برای معالجه و پیشگیری از بیماری آنفولانزا و سایر عفونت های تنفسی استفاده می شود. این دارو تقریباً ۲۵ سال در روسیه و در چین از سال ۲۰۰۶ مورد استفاده قرار گرفته است. اختراع آن به همکاری دانشمندان روسی از چندین مؤسسه  به سال ۱۹۹۳ باز می گردد.
 
Umifenovir در حال حاضر به عنوان یک درمان احتمالی و پیشگیری کننده از بیماری COVID-۱۹ ناشی از عفونت‌های SARS-CoV۲ در ترکیب با هر دو روش درمانی اچ آی وی در حال بررسی است.
 
۱۲- کلروکین یک مشتقات آمینوکینولون است که برای اولین بار در دهه ۱۹۴۰ برای درمان مالاریا تهیه شده است. داروی مورد نظر برای درمان مالاریا تا زمان توسعه ضد مالاریا های جدیدتر مانند پیریمامین ، آرتمیسینین ، و کلوفرین بوده است. کلروکین و مشتق آن هیدروکسی کلروکین برای معالجه تعدادی از بیماریهای دیگر از  جمله HIV ، لوپوس اریتماتوز سیستمیک و آرتریت روماتوئید بازسازی شده است. کلروکین تأیید FDA در تاریخ ۳۱ اکتبر ۱۹۴۹ دریافت نموده است. با توجه به شیوع   COVID-۱۹ ، FDA مجوز موقت استفاده اضطراری برای هیدروکسی کلروکین و کلروکین صادر کرده است برای درمان آن صادر کرده است.
 
این مجوز امکان استفاده غیرقابل قبول از این داروها را با توجه به شرایط اضطراری بهداشت عمومی فراهم می کند. البته با توجه به نتیجه این تحقیق این دارو نسبت به بقیه موارد برای جایگاه در نظر گرفته شده، نتایج ضعیفتری را نشان می دهد.
 
۱۳- Triazavirin یک نوع آنتی ویروس آنالوگ ضد نوعی نوکلئوتیدی گوانین است که در ابتدا در روسیه ایجاد شده است و اثربخشی را روی آنفولانزای A و B نشان داده است.از Triazavirin به عنوان گزینه ای برای مبارزه با SARS-CoV-۲ ، نام برده می شود.