In silico and in vitro screening of newly designed compounds against coxsackivirus A16 and enterovirus A71 - Amita Sripattaraphan (Chulalongkorn University, 2021)
โรคมือเท้าปากเกิดการระบาดขึ้นทั่วโลกจากเชื้อคอกซากีไวรัส เอ16 (CV-A16) และเอนเทอโรไวรัส เอ71  (EV-A71) ซึ่งจัดอยู่ในวงศ์ Picornaviridae สกุล Enterovirus ในปัจจุบันการรักษาโรคมือเท้าปากทำได้เพียงการรักษาตามอาการ โดยทั่วไปจะเป็นการรักษาเพื่อบรรเทาอาการที่เกิดขึ้นต่าง ๆ แต่ยังไม่มียาต้านไวรัสชนิดนี้โดยเฉพาะ รูพินทริเวียร์ (AG7088) เป็นตัวยับยั้งชนิดหนึ่งที่ถูกออกแบบขึ้นและมีการรายงานว่าสามารถยับยั้งการทำงานของของไวรัสโรคมือเท้าปากและและอีกทั้งยังได้รับความสนใจในการพัฒนาอนุพันธ์เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอีกด้วย รูพินทริเวียร์เป็นตัวยับยั้งการทำงาน 3C protease ของไวรัส CV-A16 และ EV-A71 ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีความสำคัญในกระบวนการเพิ่มจำนวนของไวรัสชนิดนี้ งานวิจัยนี้ได้ทำการออกแบบอนุพันธ์รูพินทริเวียร์จำนวน 50 ตัว โดยทำการเปลี่ยนหมู่ฟังชันก์ของรูพินทริเวียร์ในตำแหน่ง P1’, P1, P2, P3 และ P4 โดยวิธีการทางคอมพิวเตอร์ หลังจากทำการคำนวณประสิทธิภาพการจับกับโปรตีนของอนุพันธ์แต่ละตัว พบอนุพันธ์ 5 ตัวที่มีประสิทธิภาพการจับกับโปรตีนดีกว่ารูพินทริเวียร์ ได้แก่ P1′-1, P2-m3, P3-4, P4-5, และ P4-19 นอกจากนี้ยังใช้วิธีการจำลองพลวัติเชิงโมเลกุล เป็นเวลา 500 นาโนวินาที (ns) เพื่อศึกษาสมบัติทางโครงสร้าง สมบัติพลวัต และสมบัติทางเทอร์โมไดนามิกส์ของโปรตีน การศึกษาพบว่า อนุพันธ์ P2-m3 ที่ประกอบด้วย meta-aminomethyl-benzyl ที่ตำแหน่ง P2 ได้แสดงประสิทธิภาพในการจับกับโปรตีน 3Cpro ได้ดีที่สุด โดย P2-m3 มีจำนวนพันธะไฮโดรเจนและ จำนวนอะตอมล้อมรอบระหว่างอนุพันธ์และโปรตีนมากที่สุด อีกทั้ง P2-m3 สร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่งกรดอะมิโน L127 และ K130 ที่ตำแหน่ง P2 ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรงกว่าในรูพินทรีเวียร์ นอกจากนั้น P2-m3 ยังแสดงค่าพลังงานเสรีของการยึดจับน้อยที่สุดอีกด้วย  P2-m3 จึงเป็นอนุพันธ์ที่ควรทำการสังเคราะห์และทดสอบประสิทธิภาพระดับเซลล์ต่อไป นอกจากนี้ผู้วิจัยยังพบสารประกอบฟลาโวนอยด์ที่มีประสิทธิภาพในการยังยั้งไวรัสโรคมือเท้าปากจากการศึกษาด้วยวิธี pharmacophore-based virtual screening. จากการศึกษาพบว่า สารประกอบฟลาโวนอยด์ทั้ง 39 ตัวพบสารประกอบ 3 ตัวที่มีประสิทธิภาพการจับกับโปรตีน 3Cpro ของ CV-A16 และ EV-A71 ได้ดี ได้แก่ diosmin, epigallocatechin gallate (EGCG), และ RTH-011 นอกจากนี้ยังพบว่าสารประกอบ EGCG แสดงค่า EC50 สำหรับการยับยั้ง  EV-A71 และ CV-A16 เท่ากับ 12.86 ± 1.30 µM และ 15.54 ± 1.50 µM ตามลำดับ ในขณะที่ diosmin  แสดงค่า EC50 สำหรับการยับยั้ง  EV-A71 และ CV-A16 เท่ากับ 21.01±1.57 µM และ 30.68 ± 3.25 µM ตามลำดับ สารประกอบทั้งสอง ไม่พบความเป็นพิษต่อเซลล์ RD โดย EGCG และ diosmin แสดงค่า CC50 มากกว่า 250 และ 500 µM ตามลำดับ ผลการศึกษาด้วยวิธีการจำลองพลวัติเชิงโมเลกุล ยังแสดงให้เห็นว่า EGCG มีประสิทธิภาพการจับกับโปรตีนได้ดีกว่า โดย EGCG แสดงค่าพลังงานเสรีของการยึดจับน้อยกว่าและมีจำนวนอะตอมล้อมรอบมากกว่า diosmin  ซึ่งสอดคล้องกับผลของการวิเคราห์กรดอะมิโนที่สำคัญต่อการยึดจับ พบว่า EGCG มีตำแหน่งของกรดอะมิโนที่สำคัญ คล้ายคลึงกับรูพินทริเวียร์มากกว่า diosmin งานวิจัยนี้พบว่า EGCG เป็นสารประกอบที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งโปรตีน 3Cpro ของ EV-A71 และ CV-A16 และเหมาะแก่การนำไปพัฒนาเป็นยาสำหรับโรคมือเท้าปากต่อไป