ИСТИНА

Цель проекта – разработка научно обоснованных подходов к фотодинамической эрадикации коронавирусов, включая SARS-CoV-2, и создание стратегии фотодинамического обеззараживания инфицированных водных сред, поверхностей, медицинского оборудования, средств личной защиты и др. от коронавирусов с использованием длинноволновых катионных фотосенсибилизаторов

The increasing aggressiveness of viral pathogens and their resistance to existing drugs, along with the narrowing of the range of chemical compounds suitable for creating new drugs, requires the development of effective methods of disinfection to prevent the spread of infections. This is especially true in the context of pandemics, social upheavals, technological and environmental disasters, in which disinfection measures in the epicenters of infections must be carried out effectively and in a short time. The project is aimed at developing the fundamental principles of a combined physical and chemical approach to decontamination of infected water environments, surfaces, medical equipment, personal protective equipment, etc. from coronaviruses by photodynamic eradication, interrupting one of the main routes of transmission of coronaviruses. This approach involves treating an infected surface or medium with a non-toxic to human photosensitizer (PS), which, when excited by visible light in the PS absorption band, produces active singlet oxygen that causes pathogen inactivation. Photodynamic eradication is promising for controlling the spread of pathogens of a wide range of infections, including enveloped viruses and antibiotic-resistant bacteria. During the project, the virucidal properties of innovative PS with different molecular charges based on water-soluble electroneutral, tetracationic and octacation derivatives of bacteriochlorins, anionic and polycationic phthalocyanins, as well as methylene blue will be studied on a number of coronavirus strains, including the pathogen of COVID-19 SARS-CoV-2, optimal PS structures and light exposure modes will be selected. For the first time, experimental results and molecular modeling data on the interaction of PS with various physical and chemical properties with surface glycoproteins and membranes of coronaviruses will be obtained, and ultrastructural research of oxidative destructive damages in virions will be conducted, which will allow to establish molecular targets of coronaviruses sensitive to singlet oxygen attack. In order to identify photo-oxidative damage that determines the inactivation of coronaviruses, the detected morphological changes will be correlated with infectious activity. A comparative analysis of the sensitivity of spike glycoproteins and membranes of various strains of coronaviruses to oxidative distruction will contribute to understanding the mechanisms of action of reactive oxygen species on the surface molecular structures of coronaviruses and will allow predicting the virucidal effectiveness of exposures involving singlet oxygen. The results obtained will serve as a basis for developing a methodology and testing the effectiveness of photodynamic eradication of coronaviruses on infected surfaces (glass, metal, plastic, fabric of the Tyvek protective suit) for practical medicine

Полученные в Проекте результаты лягут в основу инновационной стратегии фотодинамического обеззараживания как способа борьбы с распространением возбудителей респираторных вирусных инфекций. В результате выполнения Проекта будут созданы фундаментальная основа стратегии, методология отбора фотосенсибилизаторов с оптимальной химической структурой и высокой тропностью к вирусным мишеням, аппаратурное обеспечение, найдены режимы фотодинамического воздействия, которые позволят, используя нетоксичные для человека фотосенсибилизаторы и низкоинтенсивный свет видимого диапазона, вызывать эрадикацию коронавирусов в водной среде и на инфицированных поверхностях. Внедрение этой стратегии внесет значительный вклад в решение широкого круга медико-социальных задач, связанных с распространением инфекционных заболеваний.

Команда предлагаемого проекта является сложившейся междисциплинарной исследовательской группой. В ее состав входят ученые из ведущих отечественных учреждений (Федерального научно-клинического центра ФМБА, Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф.Гамалеи, Федерального научно-исследовательского центра фундаментальной и трансляционной медицины, ИОФ РАН им. А.М. Прохорова, НИОПИК, МГУ им. М.В. Ломоносова, НИЯУ МИФИ)- микробиологи и вирусологи с большим опытом в области фотодинамической инактивации различных патогенов, в том числе фотодинамической эрадикации вирусов, специалисты в области синтеза фотосенсибилизаторов (ФС) и фармацевтической химии, физики-исследователи в области фотодинамических и флуоресцентных процессов.