Ettersom koronavirusutbruddet i Kina fortsetter å spre seg, etter å ha smittet over 24 000 mennesker så langt, konkurrerer forskere over hele verden for å finne en behandling. De fleste som er smittet med det nye koronaviruset, kalt 2019-nCov, har ikke fått en spesifikk behandling for det viruset - fordi det ikke er det.
Faktisk har ingen av de håndfull koronavirus som er kjent for å infisere mennesker, godkjent behandling, og personer som er smittet får vanligvis pleie hovedsakelig for å lindre symptomer, ifølge U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Imidlertid har en håndfull repurposed medikamenter, fra medisiner rettet mot ebola til HIV, allerede vist nye løfter, ifølge nye funn.
Repurponerende antivirale midler
Inntil nylig var det veldig få effektive antivirale midler, sa Stephen Morse, professor ved Columbia Universitys Mailman School of Public Health. Det gjaldt spesielt RNA-virus - som 2019-nCov og HIV - som bruker RNA, snarere enn DNA, som genetisk materiale, sa Morse.
Det endrer seg.
"De siste årene, kanskje oppmuntret av den vellykkede utviklingen av HIV-antiviraler, som beviste at det kan være mulig å gjøre mer, har vårt armamentarium utvidet seg veldig," sa Morse. Likevel krever utvikling av helt nye medisiner en enorm investering av både tid og ressurser, la han til. Så "mens du venter på det nye mirakemedisinen, er det verdt å lete etter eksisterende medisiner som kan brukes på nytt" for å behandle nye virus, fortalte Morse til Live Science.
Det er nøyaktig ruten leger tok for å behandle en 35 år gammel mann i staten Washington, den første amerikanske pasienten som hadde blitt smittet med det nye koronaviruset. Da symptomene hans forverret seg, fikk mannen et ikke-godkjent antiviralt medikament kalt remdesivir, som opprinnelig ble utviklet for å behandle ebola, ifølge en saksrapport publisert 31. januar i The New England Journal of Medicine.
Leger ga dette stoffet til pasienten ved å sende en "medfølende bruk" -forespørsel til Food and Drug Administration (FDA), som gjør at eksperimentelle medisiner kan gis til personer utenfor kliniske studier, vanligvis i akuttsituasjoner. Pasienten, som nylig ble løslatt fra sykehuset, så ikke ut til å oppleve noen bivirkninger av stoffet.
I dyremodeller har forskere funnet ut at remdesivir kan slå ned lignende coronavirus, for eksempel de som forårsaker Midt-Østen respirasjonssyndrom (MERS) og alvorlig akutt respirasjonssyndrom (SARS). Til tross for at det er brukt i en nødsituasjon, har stoffet "ikke blitt vist å være trygt eller effektivt for noen bruk," sa Gilead Sciences, det biofarmasøytiske selskapet som utvikler stoffet, i en uttalelse.
Virale kamper i laboratoriet
Nylig testet en gruppe forskere en rekke antivirale midler i laboratoriet for deres effektivitet mot det nye koronaviruset. De fant ut at remdesivir stoppet viruset fra å reprodusere seg i en labfat. Tilsvarende fant gruppen at klorokin - et godkjent og mye brukt medisin mot medisin og autoimmun sykdom - også var effektivt for å stoppe viruset fra å spre seg i humane celler i laboratoriet, rapporterte forskerne i et kort brev publisert 4. februar i tidsskrift Cell Research. Dessuten var begge medikamentene effektive i lave konsentrasjoner, og ingen av medikamentene var svært giftige for menneskelige celler.
"Disse funnene var oppmuntrende, men ikke helt overraskende" på grunn av den tidligere testingen på ebolapasienter, cellekulturer og dyremodeller, sa Fanxiu Zhu, en professor ved Institutt for biologisk vitenskap ved Florida State University, som ikke var en del av studien. Begge stoffene "kanskje er verdige til prøvelse i denne enestående og ødeleggende situasjonen," sa Zhu til Live Science.
Selv om forskere forventet at medisinene skulle fungere, beviste denne gruppen effektivt at de gjorde det, i hvert fall på laboratoriet, i løpet av en kort tidsramme, sa Morse. Klorokin "ser ut til å trenge en høyere konsentrasjon enn remdesivir, men det er innenfor gjennomførbar rekkevidde, og hvis det virkelig fungerer så bra som de publiserte in vitro-resultatene, ville det være ganske lovende," sa han.
Til tross for disse resultatene, er testing av antivirale stoffer i lab-retter "begynnelsen, ikke slutten av prosessen," sa Morse. Hvis det fungerer i laboratoriet, eller til og med i dyremodeller, "er det ingen garanti for at det vil fungere hos en menneskelig pasient." Gilead Sciences jobber nå med helsetjenestemenn i Kina for å etablere kliniske studier for å teste effekten av remdesivir på pasienter smittet med det nye koronaviruset, ifølge deres uttalelse.
"Jeg tror det er mye håp om at remdesivir får en viss effekt, og jeg tror vi bare vil finne ut av det fra kliniske studier," sier Dr. Amesh Adalja, spesialist på smittsomme sykdommer og seniorforsker ved Johns Hopkins Center for helsesikkerhet i Baltimore.
Molekylær motstand
Men virus er ikke så enkle som bakterier å behandle. Det er fordi virus er veldig forskjellige, med unike egenskaper som ikke kan målrettes mot et bredspektrum medikament som et generelt antibiotikum, sa Adalja. Dessuten bruker virus menneskelige cellulære maskiner for å lage proteiner som hjelper det med å gjenskape seg, så å målrette virusene mens de ikke skader menneskelige celler kan være utfordrende, la han til.
Når et virus infiserer kroppen, finner den først en celle og låser seg på et protein på celleoverflaten som kalles en reseptor. Viruset kommer deretter inn i cellen via en vesikkel som kalles et "endosom." Fra inne i denne vesikelen frigjør den RNA sitt i cellens cytoplasma, og to ting skjer: Viruset kaprer menneskets celle maskineri for å produsere de virale proteiner som er nødvendig for replikasjon, og det bruker sitt eget virale enzym for å kopiere RNA. Til slutt, virale proteiner og RNA samles i en struktur som lar viruset forlate cellen og gå videre til infeksjon av neste celle.
Antivirale midler retter seg mot forskjellige punkter i denne prosessen med viral replikasjon, sier Carol Shoshkes Reiss, professor i biologi og nevrovitenskap ved New York University. Klorokin blokkerer virusets evne til å forsure endosomer og frigjøre RNA i cellen, som er et kritisk trinn for de fleste virus for å begynne infeksjonen. Derimot fungerer Remdesivir som et nukleotid - byggesteinene for RNA - og klemmer seg inn i den kopierte RNA-sekvensen, skaper en "skrivefeil" og gjør den ubrukelig, sa Reiss.
Når et lignende koronavirus forårsaket et SARS-utbrudd i 2003, antydet noen bevis for at en annen klasse medikamenter kalt "proteasehemmere" godkjent for å behandle HIV også kunne være effektive mot SARS coronavirus, sa Adalja. Basert på tidligere studier som viste mulig fordel av disse medisinene ved behandling av både SARS og MERS, testes nå to av dem for deres evne til å behandle 2019-nCov i en klinisk studie i Kina, ifølge en artikkel publisert i tidsskriftet JAMA. Dette er medisiner som retter seg mot enda et punkt i viral replikasjon: De blokkerer evnen til protein kalt "protease" til å kutte et veldig langt, ikke-funksjonelt protein i mindre proteiner som er nødvendig for at viruset skal kunne replikere.
Den kinesiske regjeringen antydet tidligere at personer smittet med coronavirus skulle ta to lopinavir / ritonavir-piller (proteasehemmerne som for øyeblikket er testet for bruk med det nye coronavirus i den kinesiske kliniske studien) og inhalere et interferon (forstøvet alfa-interferon) to ganger en dag. Interferon alphas er allerede godkjent for å behandle sykdommer som multippel sklerose og hepatitt C.
Disse stoffene induserer interferoner, proteiner som menneskelige celler naturlig frigjør som alarm for andre celler at det er en infeksjon i kroppen. Interferoner er veldig nyttige fordi de ikke er spesifikke for et enkelt virus, men reagerer på alle virus og alle stadier av viral replikasjon, sa Reiss.
Og når forskere identifiserer det spesifikke proteinet på utsiden av menneskelige celler som det nye koronaviruset bruker for å få tilgang, "vil de kunne finne små molekyler som kan blokkere bindingen av viruset i celler," sa Reiss. Med andre ord, de kan lage helt nye typer medikamenter i stedet for å repurpose eldre. "Men disse vil ta tid å finne," sa Reiss.
Nåværende forskning pågår i laboratorier for å gjøre nettopp det. I et samarbeid mellom U.S. Department of Health and Human Services og Regeneron Pharmaceuticals jobber forskere for eksempel for å identifisere antistoffer som vil hindre coronavirus i å komme inn i celler, ifølge en uttalelse. Atter andre ønsker å utvikle en vaksine: Forskere ved U.S. National Institutes of Health er i de tidlige stadiene med å utvikle en vaksine og planlegger å starte en klinisk studie i løpet av de neste tre månedene, ifølge en uttalelse.
Cocktail av medikamenter
I stedet for å finne et enkelt legemiddel for å behandle koronaviruset, "vil jeg foreslå en cocktail av medikamenter som er målrettet mot forskjellige stadier av replikasjon," sa Reiss. "Dette viruset kommer sannsynligvis til å bli som en rekke andre virus, og det vil gjennomgå mutasjon og seleksjon, så hvis du bare bruker ett antiviralt medikament, vil du til slutt velge for resistens."
Dessuten vil behandlingen være mest effektiv når den gis til en pasient tidlig, kanskje også før symptomene utvikler seg, sa hun. "Antiviralt medisinert tatt veldig tidlig i løpet av eksponeringen, kan ha en virkelig innvirkning," sa hun. Etter at noen allerede er på sykehuset i luftveisproblemer og høy feber, "er det mye vanskeligere å behandle infeksjonen, er det mer sannsynlig at folk behandler sykdommen."
Å behandle sykdommen betyr å redusere symptomene ved å gi luftveisstøtte, senke feberen og sørge for at folk blir hydrert, blant annet. De aller fleste koronaviruspasienter i dag mottar denne typen behandling.
Selv om flere potensielle antivirale midler en dag kan brukes til å behandle det nye coronavirus, vil det sannsynligvis ta et par år før slike medisiner blir testet og godkjent. Når de er godkjent, vil det sannsynligvis være en diskusjon rundt om disse antivirale midlene bør gis til pasienter for å forhindre sykdom eller gis til pasienter med relativt ukompliserte tilfeller, i likhet med debatten om beste bruk for Tamiflu, sa Morse.
"En god antiviral, gitt tidlig nok, kan være livreddende ved alvorlige infeksjoner med dette koronaviruset," sa han. "Det er sannsynligvis mest verdifullt i alvorlige tilfeller, og vi vil kanskje spare det for dem."
