Opoksa
Patofizjologia i mechanizm
Wirus opoksy (MPXV), należący do rodzaju Orthopoxvirus, charakteryzuje się liniowym, dwuniciowym DNA o długości około 197 kb i średnicy 200-250 nm. Patogeneza zależy od szczepu (klad I i II z podkladami Ia, Ib, IIa, IIb), statusu immunologicznego pacjenta oraz powikłań. Klad I, szczególnie podklad Ib wykazujący wyższą transmisyjność, powoduje cięższe postacie choroby. Inkubacja trwa do 14 dni, po czym pojawiają się objawy prodromalne: gorączka, ból, powiększenie węzłów chłonnych (szczególnie pachwinowych), a następnie wysypka ewoluująca od grudek do krost i strupów, trwająca 2-4 tygodnie. W fazie pęcherzykowej obserwuje się charakterystyczne zmiany histopatologiczne z akantozą, spongiozą i naciekiem zapalnym. Wirus replikuje się w komórkach nabłonkowych, dendrytycznych i makrofagach, wykorzystując mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej, m.in. hamując ekspresję interferonów i MHC klasy I. W zakażeniu występują dwie formy wirionów: IMV (jednobłonowe) i EEV (dwubłonowe), różniące się mechanizmem wnikania i uwalniania z komórki. Kluczowe enzymy wirusa to kinaza B1R i fosfopilaza F13, z mutacjami w F13 związanymi z opornością na tekowirimat.
- Patogeneza opoksy (wcześniej znanej jako małpia ospa)
- Fazy zakażenia wirusem opoksy
- Mechanizmy molekularne infekcji wirusem opoksy
- Cykl replikacyjny wirusa
- Rola enzymów wirusowych w patogenezie
- Rola struktur komórkowych w patogenezie
- Interakcje wirusa z układem immunologicznym gospodarza
- Czynniki wpływające na patogenezę opoksy
- Terapeutyczne implikacje patogenezy
- Nowe kierunki badawcze w patogenezie opoksy
Patogeneza opoksy (wcześniej znanej jako małpia ospa)
Opoksa jest chorobą wywołaną przez wirus opoksy (MPXV), należący do rodzaju Orthopoxvirus z rodziny Poxviridae. Wirus charakteryzuje się ceglastym lub owalnym kształtem o średnicy około 200-250 nm. Jego genom składa się z liniowego, dwuniciowego DNA o długości około 197 kb, kodującego około 180 białek. Dodatkowo wirus opoksy posiada hantelowaty nukleokapsyd otoczony owalnymi cząsteczkami zawierającymi lipidy12.
Patogeneza opoksy zależy od różnych czynników, w tym od konkretnego szczepu wirusa, statusu immunologicznego osoby zakażonej oraz potencjalnych powikłań. Wczesne objawy zakażenia obejmują ból, gorączkę, zmęczenie i powiększenie węzłów chłonnych, przy czym często obserwuje się znaczne powiększenie węzłów pachwinowych, co może pomóc w odróżnieniu zakażenia wirusem opoksy od zakażeń innymi ortopokswirusami3.
Klady wirusa opoksy i ich charakterystyka
Wirus opoksy jest genetycznie podzielony na dwie główne grupy (klady): klad z Basenu Kongo (Afryka Środkowa) – klad I oraz klad zachodnioafrykański – klad II4. W kwietniu 2024 roku, po wykryciu nowego wariantu, klad I został podzielony na podklady oznaczone jako Ia i Ib. Podobnie klad II jest podzielony na podklady: IIa i IIb5.
Klad I jest uważany za bardziej chorobotwórczy w porównaniu do kladu II, powodując cięższą postać choroby i wyższą śmiertelność65. Klad Ib, który pojawił się w 2024 roku podczas wybuchu epidemii w wielu krajach, charakteryzuje się wyższą transmisyjnością7. Na podstawie analizy genomowej i filogenetycznej z 2022 roku, dominujący szczep wirusa opoksy został zidentyfikowany jako należący do linii B.1 kladu zachodnioafrykańskiego8.
Mechanizm transmisji wirusa
Zrozumienie sposobu transmisji jest istotne w ustanowieniu skutecznych środków zwalczania opoksy. Po ekspozycji na wydzieliny z dróg oddechowych lub płyny ustrojowe pacjentów z opoksą, wirus opoksy wnika do pobliskich tkanek przez błony śluzowe (takie jak oczne, oddechowe, ustne, cewki moczowej i odbytnicy) lub uszkodzoną skórę9.
Zakażenie może nastąpić przez1011:
- Inokulację skórną – wirus opoksy może wniknąć do organizmu człowieka przez mikrouszkodzenia skóry
- Drogą oddechową – wnikając przez układ oddechowy (jama ustna, nosogardziel)
- Kontakt bezpośredni – poprzez kontakt skóra-do-skóry, kontakt seksualny
- Transmisję wertykalną – z matki na płód
Fazy zakażenia wirusem opoksy
Faza inkubacji
Po wniknięciu do organizmu, wirus opoksy replikuje się w miejscu inokulacji, a następnie rozprzestrzenia się w organizmie za pośrednictwem tkankowych komórek odpornościowych i okolicznych węzłów chłonnych. Jest to okres inkubacji zakażenia wirusem opoksy, który zwykle trwa do dwóch tygodni. W tym okresie osoby zakażone są zazwyczaj bezobjawowe i nie mają zmian skórnych1213.
Podczas okresu inkubacji wirus może zainfekować komórki nabłonkowe, komórki dendrytyczne i makrofagi w drogach oddechowych lub keratynocyty, fibroblasty, komórki Langerhansa, komórki dendrytyczne i makrofagi w skórze. Wirus wiąże się z glikozaminoglikanami na powierzchni komórki gospodarza i wnika do komórki poprzez endocytozę14.
Na podstawie badań na modelu naczelnym z drogą oddechową zakażenia MPXV, wykazano, że podczas okresu inkubacji wirus najpierw pojawia się w oskrzelikach oddechowych i pęcherzykach płucnych (4 dzień po zakażeniu). Następnie rozprzestrzenia się do regionalnych węzłów chłonnych i narządów układu siateczkowo-śródbłonkowego (dzień 6), w tym migdałków, śledziony, wątroby i okrężnicy, gdzie się replikuje15.
Faza prodromalna
Po okresie inkubacji, osoby zakażone wirusem opoksy zaczynają wykazywać nietypowe objawy, w tym gorączkę i dreszcze, ból głowy, ból mięśni i powiększenie węzłów chłonnych. Te początkowe objawy prodromalne opoksy zwykle trwają trzy dni16.
Podczas fazy prodromalnej wirus kontynuuje rozprzestrzenianie się przez krwiobieg i węzły chłonne, prowadząc do wtórnej wiremii i docierając do odległych narządów, w tym skóry. W tej fazie wirus opoksy stosuje strategie unikania odpowiedzi immunologicznej, wiążąc się z interferonami typu I, opóźniając aktywację immunologiczną i hamując stan zapalny, co sprzyja rozprzestrzenianiu się objawów i choroby17.
Wirus ostatecznie wykrywany jest we krwi około 8 dnia, a jego stężenie wzrasta do 10 dnia wraz z rozprzestrzenianiem się zmian skórnych18.
Faza wysypkowa
Po gorączce i powiększeniu węzłów chłonnych, rozpoczyna się wysypka, która pojawia się najpierw na głowie i twarzy, a następnie stopniowo rozprzestrzenia się po całym ciele. Wysypka ewoluuje od grudek do pęcherzyków i krost, ostatecznie tworząc strupy, które goją się, pozostawiając blizny. Ta postępująca faza wysypkowa trwa około 2-4 tygodni19.
W obecnym wybuchu opoksy wśród mężczyzn uprawiających seks z mężczyznami (MSM), zaobserwowano niecodzienny obraz kliniczny – wysypka pojawia się głównie wokół obszaru genitalnego lub odbytu, a następnie rozprzestrzenia się po całym ciele20.
Histopatologicznie zmiany skórne opoksy w fazie pęcherzykowej składają się z akantozy naskórka i spongiozy z egzocytozą limfocytów i neutrofili. W centrum zmiany formuje się pęcherzyk obejmujący cały naskórek, utworzony przez zwyrodnienie balonowate keratynocytów i gromadzenie się płynu międzykomórkowego. Mieszany naciek zapalny jest obecny na granicy skórno-naskórkowej u podstawy pęcherzyka, składający się z limfocytów, eozynofilów i neutrofili21.
Zmiana rozwija się w krosta zawierającą resztki apoptotycznych keratynocytów, kilka żywych keratynocytów i komórki zapalne. Żywe keratynocyty mogą być wielojądrowe lub wykazywać uszkodzenia cytopatyczne, takie jak eozynofilowe ciałka wtrętowe, wyraźne jąderka i „matowa” chromatyna. Mieszany naciek zapalny występuje również w okolicy okołonaczyniowej, okołoprzydatkowej i skórnej. Na koniec krostka zasycha i tworzy strup22.
Mechanizmy molekularne infekcji wirusem opoksy
Cykl replikacyjny wirusa
Proces zakażenia i replikacji wirusa opoksy można podsumować w trzech odrębnych etapach23:
- Inwazja wirusa – wniknięcie wirusa do komórki gospodarza
- Replikacja i synteza wirusa
- Składanie, dojrzewanie i uwalnianie wirusa
Na wczesnych etapach zakażenia wirusem opoksy obecne są dwa różne zakaźne cząstki wirusowe2425:
- Zewnątrzkomórkowe wiriony otoczkowe (EEV – extracellular enveloped virions)
- Wewnątrzkomórkowe dojrzałe wiriony (IMV – intracellular mature virions)
Te cząstki wirusowe różnią się glikoproteinami powierzchniowymi i składem błony otoczkowej, przy czym IMV wykazują strukturę jednobłonową, a EEV posiadają strukturę dwubłonową. IMV są uwalniane tylko po lizie komórki i wnikają do komórek gospodarza przez bezpośrednią fuzję i endocytozę, podczas gdy EEV wnikają przez fuzję błon26.
Po wniknięciu IMV lub EEV do komórki gospodarza, odsłonięty rdzeń wirusowy jest transportowany do obwodu jądra komórkowego przez struktury mikrotubul ze średnią prędkością 52μm/min. Rdzeń wirusowy składa się z centralnego genomu wirusowego i otoczonego nukleokapsydu. Mechanizm odpłaszczania nukleokapsydu obejmuje ubikwitynację białek kapsydu jądrowego i degradację przez proteasomy. Po zakończeniu odpłaszczania, genom wirusa opoksy rozpoczyna wydajną replikację, szybko się namnażając jak fabryka27.
W obrębie fabryki replikacyjnej, odkryte poprzez mikroskopię elektronową, nowopowstały DNA wirusowy może przejść transkrypcję pośrednią i translację, generując białka pośrednie, które obejmują czynniki transkrypcyjne niezbędne do późnej transkrypcji oraz białka późne, które przyczyniają się do struktury wirusa i uczestniczą we wczesnej transkrypcji i translacji28.
Rola enzymów wirusowych w patogenezie
Polimeraza RNA zależna od DNA (DdRp) odgrywa kluczową rolę w katalizowaniu procesu replikacji wirusów DNA w cytoplazmie. Ze względu na jej biologiczne znaczenie, DdRp jest uważana za potencjalny cel terapeutyczny dla wirusa opoksy29.
Wirus dysponuje również własnymi enzymami, takimi jak kinaza B1R, która odgrywa ważną rolę w replikacji DNA wirusa i ucieczce przed odpowiedzią immunologiczną gospodarza30.
Fosfopilaza F13 to kluczowy enzym w tworzeniu zewnętrznej otoczki cząstki wirusowej. Zaobserwowano, że warianty opoksy odporne na leczenie tekowirymatem (TPOXX) mają mutacje w tym enzymie. Wykazano, że tekowirimat działa jak rodzaj kleju, który wiąże dwie fosfolipazy F13 razem, uniemożliwiając spełnianie jej roli w rozprzestrzenianiu cząstek wirusowych31.
Rola struktur komórkowych w patogenezie
Retikulum endoplazmatyczne (ER) odgrywa kluczową rolę w otaczaniu i stabilizacji genomu wirusowego. Obserwacje mikroskopii elektronowej wykazały, że fabryka replikacyjna jest otoczona znaczną ilością błony ER. ER odgrywa kluczową rolę w syntezie wirusowych białek błonowych. Następnie te białka błonowe, wraz z innymi białkami strukturalnymi wirusa, wchodzą do fabryki wirusowej, otaczają rdzeń genów, tworząc struktury w kształcie półksiężyca32.
Wewnątrz fabryki replikacyjnej struktury w kształcie półksiężyca rozwijają się w kształty elipsoidalne lub sferyczne, reprezentując cząstki niedojrzałego wirionu (IV). Cząstki IV przechodzą proteolityczne cięcie kilku białek kapsydu i kondensację rdzenia, co prowadzi do powstania dojrzałych cząstek wirusowych znanych jako IMV33.
Gdy IMV proliferują, powodują lizę komórek gospodarza, uwalniając następnie cząstki wirusowe IMV. Dodatkowo, część IMV opuszcza fabrykę wirusową przez centrum organizujące mikrotubule i zostaje otoczona przez sieć trans-Golgiego (TGN) lub błony jądrowe, tworząc wewnątrzkomórkowy wirus otoczkowy (IEV)34.
W porównaniu do jednowarstwowej struktury błonowej IMV, IEV posiada trójwarstwową strukturę błonową. We wczesnym stadium zakażenia, większość IMV jest otaczana, tworząc IEV. Jednak w późniejszych stadiach zakażenia, IMV stają się dominującą formą, prawdopodobnie z powodu wyczerpania TGN i błon jądrowych35.
Interakcje wirusa z układem immunologicznym gospodarza
Odpowiedź immunologiczna na zakażenie
Zakażenie wirusem opoksy stymuluje adaptacyjną odpowiedź immunologiczną obejmującą aktywowane efektorowe komórki T CD4+ i CD8+, przeciwciała neutralizujące (IgM i IgG) oraz produkcję cytokin zapalnych Th1 (interferon gamma [IFN-γ], IL-1ra, IL-6, IL-8 i TNF). Te odpowiedzi immunologiczne ograniczają replikację wirusa i indukują długotrwałą odporność u wyzdrowiejących pacjentów36.
Wrodzone komórki immunologiczne działają jako pierwsza linia obrony przeciwko zakażeniom wirusowym i są głównymi celami ataku wirusowego. Podczas wczesnych etapów zakażenia wirusem opoksy, monocyty są rekrutowane do miejsca zakażenia i stają się wczesnymi celami zakażenia wirusowego. Poziom antygenów wirusa opoksy wykrywanych w monocytach może służyć jako wskaźnik ciężkości zakażenia i prognozy. Dodatkowo, komórki NK (natural killer) odgrywają kluczową rolę w generowaniu silnej odpowiedzi immunologicznej po zakażeniu wirusem opoksy37.
Istotna jest również odpowiedź efektorowych cząsteczek immunologicznych podczas zakażenia wirusem opoksy, która odgrywa kluczową rolę w progresji i ciężkości choroby. Na początku zakażenia wirus opoksy może tłumić ekspresję chemokin, prowadząc do zmniejszenia ekspresji cząsteczek efektorowych, takich jak IFN-γ i TNF-α. To hamowanie aktywacji komórek T utrudnia inicjację odpowiedzi immunologicznej humoralnej, pozwalając wirusowi łatwiej uniknąć układu odpornościowego38.
Jednak ciężkie zakażenie opoksą często prowadzi do burzy cytokinowej w późniejszych etapach. Powoduje to wzrost cytokin związanych z Th2 i spadek cytokin związanych z Th1, charakteryzujący się zwiększoną ekspresją IL-2, IL-4 i IL-8 oraz zmniejszeniem TNF-α, IL-2 i IL-1239.
Mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej
Wirus opoksy wykształcił różne strategie unikania odpowiedzi immunologicznej, które umożliwiają mu ustalenie przetrwałego zakażenia w organizmie gospodarza40:
- Wytwarzanie rozpuszczalnych receptorów przynętowych dla cytokin, które konkurencyjnie wiążą się z cytokinami gospodarza, zapobiegając ich interakcji z receptorami komórkowymi
- Wydzielanie białek, które zakłócają dalsze ścieżki sygnałowe aktywowane przez zaangażowanie receptorów cytokin
- Zakłócanie głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC) klasy I w prezentacji antygenów, albo przez regulację w dół ekspresji MHC klasy I na zakażonych komórkach, albo przez hamowanie przetwarzania i prezentacji antygenów wirusowych
- Hamowanie ekspresji cząsteczek kostymulujących na komórkach prezentujących antygen
- Przechodzenie zmienności antygenowej, generując różnorodne warianty wirusowe o zmienionych profilach antygenowych
- Modulacja ekspresji antygenów wirusowych na powierzchni zakażonych komórek
- Rozwijanie mechanizmów unikania apoptozy komórek gospodarza
MPXV może ukrywać swoje cząsteczki DNA przed komórkowymi sensorami DNA, co utrudnia aktywację szlaków transdukcji sygnału41. Dodatkowo wirus koduje białko podobne do Bcl-2, które reguluje wewnętrzny szlak apoptotyczny. Ponadto białko SPI-2 kodowane przez gen B12R hamuje zarówno kaspazę-1, jak i kaspazę-8, zakłócając odpowiednio szlak pyroptozy lub apoptozy42.
Wirus wytwarza również białka, które blokują aktywację genów stymulowanych przez interferon (ISG), jednocześnie celując w cząsteczki sygnałowe, takie jak STAT1 i STAT2, które są kluczowe dla odpowiedzi przeciwwirusowej zapośredniczonej przez IFN43.
Białko M2 wirusa opoksy wchodzi w interakcję z ludzkimi cząsteczkami B7.1 i B7.2 i zapobiega wiązaniu CD28 i CTLA4 z ich ligandem B7.1/2, co wpływa na aktywację i proliferację komórek T44.
Czynniki wpływające na patogenezę opoksy
Czynniki genetyczne wirusa
Struktura genomowa wirusa opoksy ściśle przypomina inne ortopokswirusy, charakteryzując się wysoce konserwatywnym regionem centralnym, zmiennymi regionami na lewym i prawym końcu oraz powtarzalnymi odwróconymi terminalami. Region centralny wirusa opoksy wykazuje ponad 90% homologii sekwencyjnej z innymi ortopokswirusami, szczególnie w ramach otwartej ramki odczytu (ORF) zlokalizowanej między C10L a A25R45.
Charakterystyki specyficzne dla gatunków i szczepów ortopokswirusów często znajdują się w zmiennych regionach na końcach genomu. Lepsza znajomość tych ORF może dostarczyć wglądu w jego tropizm gospodarza, patogenezę i różnice w regulacji immunologicznej46.
Linia B.1 wykazuje liczne mutacje w genach związanych z wirulencją, rozpoznawaniem gospodarza i unikaniem odpowiedzi immunologicznej. W porównaniu do wcześniej uzyskanych pełnych sekwencji genomowych wirusa opoksy wyizolowanych w Nigerii w latach 2017-2018, szczepy wirusa opoksy, które pojawiły się w 2022 roku, wykazały wyższą liczbę polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP). Szczep wirusa opoksy wyizolowany w 2022 roku wykazuje około 50 SNP, wskazując na około 6-12-krotny wzrost przewidywanej częstości substytucji wirusa opoksy w porównaniu do szczepów wyizolowanych w latach 2018-201947.
Znaczenie funkcjonalne tych mutacji nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe, ale ta wysoka częstość mutacji może pomóc wyjaśnić nagłe pojawienie się i zwiększoną zdolność transmisji wirusa opoksy w regionach nieendemicznych48.
Czynniki związane z gospodarzem
Ciężkie przypadki zakażenia wirusem opoksy mogą prowadzić do powikłań, takich jak choroba krwotoczna, choroba martwicza, choroba obturacyjna, zapalenie istotnych narządów i posocznica. Współczynnik śmiertelności opoksy w regionach nieepidemiicznych w 2022 roku wynosił około 0,04%49.
Osoby z immunosupresją, w tym dzieci, starsi dorośli i osoby z niedoborami odporności (takie jak pacjenci z HIV i osoby stosujące leki immunosupresyjne), są bardziej podatne na doświadczanie tych ciężkich objawów50. Ponadto osoby z immunosupresją są bardziej skłonne do przyczyniania się do ewolucji wirusa opoksy, czyniąc go coraz bardziej dostosowanym do ludzkich gospodarzy i powodując szerokie rozprzestrzenianie się51.
U osób zakażonych HIV z liczbą komórek CD4 poniżej 100 komórek na mm³, ciężkie powikłania były częstsze niż u tych z liczbą komórek CD4 między 300 a 350 komórek na mm³, w tym zmiany martwicze skóry, zajęcie płuc i wtórne zakażenia z posocznicą5253.
Czynniki środowiskowe
Główne czynniki środowiskowe wpływające na transmisję choroby obejmują polowanie, schwytanie zwierząt, spożywanie dziczyzny, handel zwierzętami i podróże do krajów endemicznych54. Jednak w epidemii z 2022 roku większość zakażonych ludzi w krajach nieendemicznych miała historię bezpośredniego kontaktu z osobami klinicznymi lub bezobjawowymi poprzez aktywność seksualną55.
Wraz z globalnym zaprzestaniem podawania szczepionek przeciwko ospie, odsetek osób z ochroną krzyżową przeciwko wirusowi opoksy gwałtownie spadł, czyniąc opoksę potencjalnym zagrożeniem bioterrorystycznym56.
Terapeutyczne implikacje patogenezy
Leki przeciwwirusowe
Obecnie naukowcy są zaangażowani w rozwój leków przeciwko opoksie poprzez zakłócanie syntezy DNA lub RNA genomu wirusowego. Analogi nukleozydów są związkami chemicznymi, które mają podobną strukturę do naturalnie występujących nukleozydów. Te leki konkurencyjnie wiążą się z wirusową polimerazą DNA lub RNA, zakłócając proces replikacji przez powodowanie terminacji syntezy łańcucha DNA lub RNA57.
Ze względu na ich zdolność do hamowania replikacji wirusowej, leki te często wykazują szerokowidmową aktywność przeciwwirusową. Cidofowir, niecykliczny monofosforan analogu nukleozydu, może być stosowany w leczeniu ortopokswirusów i wykazuje silną aktywność przeciwwirusową in vitro (wirus opoksy, stężenie efektywne połówkowe (EC₅₀)=2,52μg/mL, indeks selektywności (SI)=15, w ludzkich fibroblastach płuc zarodkowych) oraz in vivo (wirus opoksy, 5mg/kg, makaki jawajskie, iniekcja dootrzewnowa; wirus opoksy, 5mg/kg, człowiek, dożylnie)58.
Po wybuchu opoksy w 2022 roku, Cidofowir został szybko zastosowany w badaniach klinicznych w leczeniu opoksy. Jednak Cidofowir jest dwuwartościowym anionem o niskiej biodostępności. U pacjentów z upośledzoną funkcją nerek lub poddawanych terapii nerkozastępczej, jego metabolity mogą gromadzić się w proksymalnych komórkach kanalików nerkowych, prowadząc do uszkodzenia nerek59.
Aby przezwyciężyć ograniczenia Cidofowiru, opracowano jego pochodną, Brincidofowir. Brincidofowir został zmodyfikowany za pomocą technologii koniugacji lipidów, co skutkuje poprawioną absorpcją komórkową i możliwościami konwersji. Został zatwierdzony przez FDA w 2021 roku do leczenia ospy. W przeciwieństwie do Cidofowiru, Brincidofowir nie wymaga metabolizmu przez nerkowy system transportu anionów, wykazując tym samym wyższą biodostępność i brak znaczącej nefrotoksyczności in vitro (VACV, EC₅₀=0,19μM, w komórkach Vero) i in vivo (wirus opoksy, 10mg/kg, myszy, zgłębnik żołądkowy; wirus opoksy, 200mg, człowiek, doustnie)60.
Jednak Brincidofowir nadal wykazuje pewne działania niepożądane, takie jak reakcje żołądkowo-jelitowe i uszkodzenie funkcji wątroby61.
Poza Brincidofowirem, opracowano inne związki oparte na modyfikacjach strukturalnych Cidofowiru. Na przykład, NPP-669 jest syntetyzowany przez połączenie długołańcuchowego sulfonianu z Cidofowirem. Ta modyfikacja poprawia jego rozpuszczalność w wodzie i powinowactwo do lipidów poprzez modyfikację łańcucha alkilowego. W rezultacie ta modyfikacja strukturalna zwiększa stabilność metaboliczną i biodostępność, jednocześnie zmniejszając nefrotoksyczność62.
Rybawiryna, znany analog nukleozydu, blokuje syntezę nukleotydów wirusowych, a tym samym hamuje replikację wirusową i transmisję. Ma szerokowidmową skuteczność przeciwwirusową przeciwko różnym wirusom DNA i RNA, w tym wirusowi opoksy. Badania wykazały, że rybawiryna może hamować replikację ortopokswirusów in vitro (wirus opoksy, EC₅₀=5,9μg/mL, w komórkach Vero) i in vivo (wirus ospy krowiej, 50mg/kg, myszy, iniekcja podskórna)63.
Immunoterapia
Immunopatologia wywołana przez wirus opoksy prowadzi do niekorzystnych wyników klinicznych, a immunoterapia dla opoksy ma potencjał do zmniejszenia ciężkich przypadków. Terapeutyki oparte na przeciwciałach, komórki immunologiczne, cząsteczki efektorowe immunologiczne i modulacja komórkowej transdukcji sygnału to potencjalne immunoterapie64.
Połączenie leków przeciwwirusowych z immunoterapią może być bardziej skuteczne i zapewnić większe korzyści kliniczne niż monoterapia przeciwwirusowa. Terapeutyki oparte na przeciwciałach wykazały znaczący postęp w leczeniu niektórych chorób zakaźnych i są obecnie aktywnie badane65.
Immunoglobulina, osocze ozdrowieńców i przeciwciała neutralizujące oferują obiecujące opcje jako wspomagające leczenie w przypadkach z niewystarczającą skutecznością leków przeciwwirusowych u pacjentów z ciężką postacią choroby. Co istotne, osoby, które wcześniej zostały zaszczepione szczepionką przeciwko ospie, wytwarzają więcej przeciwciał neutralizujących, które mogą zapewniać ochronę krzyżową przeciwko zakażeniu wirusem opoksy66.
Niektóre kraje zatwierdziły dożylne podawanie immunoglobuliny przeciw wirusowi ospy (VIGIV) do zarządzania powikłaniami związanymi ze szczepieniem przeciwko ospie. Dla osób z ciężkim niedoborem funkcji komórek T z powodu przeciwwskazań do szczepienia przeciwko ospie, VIGIV można rozważyć jako środek profilaktyczny in vitro i in vivo oraz w jednym przypadku klinicznym67.
Nowe kierunki badawcze w patogenezie opoksy
Techniki omiczne w badaniu opoksy
Rozwój technologii wieloomicznych i technik sekwencjonowania o wysokiej przepustowości (HTS) umożliwił precyzyjną identyfikację i charakterystykę różnych celów molekularnych wirusa opoksy, co jest kluczowe dla rozwoju nowych leków przeciw wirusowi opoksy skierowanych na nowe mechanizmy68.
Ponadto, technologie wieloomiczne ujawniły wzorce ekspresji genów podczas zakażenia opoksą i zidentyfikowały konkretne receptory i ścieżki regulowane podczas progresji opoksy. Poprzez precyzyjną modulację tych receptorów i ścieżek, możliwe jest opracowanie leków do terapii opoksy69.
Dzięki połączeniu Ważonej Analizy Sieci Ko-ekspresji Genów (WGCNA) z analizą interakcji gospodarz-patogen (HPI), uzyskuje się nowatorskie podejście do badania opoksy. WGCNA identyfikuje kluczowe moduły genów i centra regulacyjne wpływające na zakażenie opoksą, podczas gdy analiza HPI ujawnia, w jaki sposób białka wirusowe wchodzą w interakcje z komponentami gospodarza, aby zmieniać procesy komórkowe70.
Odkrywanie nowych leków
Aby zwalczać potencjalne długoterminowe wybuchy i pojawianie się szczepów wirusa opoksy opornych na leki, konieczne jest przyspieszenie postępu badań. W rozwoju leków przeciwko opoksie należy dać pierwszeństwo następującym aspektom71:
- Poprawa specyficzności i efektywności dostarczania leków
- Rozwój leków przeciwko opoksie, które są mniej podatne na oporność
- Eksploracja rozwoju sekwencyjnych i kombinowanych terapii lekowych
- Zwrócenie uwagi na modyfikacje leków w celu złagodzenia lub wyeliminowania toksyczności
Wysoka przepustowość badań przesiewowych sprzedawanych leków lub leków klinicznie ustalonych ma potencjał do przyspieszenia identyfikacji środków przeciwwirusowych, oszczędzając cenny czas. Na przykład, potencjalny lek przeciwwirusowy rybawiryna wykazała skuteczność terapeutyczną przeciwko zakażeniu opoksą. Podobnie, szeroko stosowany inhibitor EGFR gefitinib wykazał obiecującą aktywność przeciwwirusową przeciwko wirusowi opoksy72.
Nowe cele terapeutyczne
Analiza centralności sieci interakcji gospodarz-patogen ujawniła białka węzłowe, w tym EGFR, TRAF6 i CASP8, które wydają się odgrywać istotne role w regulacji odpowiedzi immunologicznej. W szczególności stwierdzono, że EGFR jest zaangażowany w wnikanie wirusa i supresję odpowiedzi immunologicznej, podczas gdy TRAF6 i CASP8 były związane z odpowiedziami zapalnymi i szlakami apoptozy73.
Przewidziano 11 kinaz, w tym JAK1, TYK2 i MAPK1, jako potencjalne cele regulacyjne zaangażowane w patogenezę opoksy. Dodatkowo zidentyfikowano 15 czynników transkrypcyjnych, takich jak IRF7, STAT1 i NFKB1, które odgrywają kluczową rolę w napędzaniu ekspresji genów przeciwwirusowych7475.
Aktywna indukcja pyroptozy może być osiągnięta przez użycie nigericyny, aktywatora inflamasomu i induktora pyroptozy, jako strategii przeciwko zakażeniu opoksą. Badania wykazały, że nigericyna skutecznie zmniejszyła miana wirusa i wykazała silniejszy efekt przeciwwirusowy i niższe wartości EC50 w porównaniu do grupy kontrolnej leczonej cidofowirem76.
W dążeniu do skutecznych metod leczenia opoksy kluczowe jest identyfikowanie białek wirusa i gospodarza, które ułatwiają interakcje wirus-gospodarz. Białka te odgrywają istotne role w cyklu życiowym wirusa, co czyni je obiecującymi celami dla odkrywania leków77.
Skupiając się na tych potencjalnych celach, badacze mogą opracować nowatorskie strategie terapeutyczne mające na celu zakłócenie mechanizmów, poprzez które wirus się replikuje i rozprzestrzenia78.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.