Badania identyfikują słabe punkty wirusa SARS-CoV-2

Podczas gdy szczepionka na COVID-19 jest witana jako światło kończące pandemię, zespół badaczy z NYU przygotowuje plan B. Wyniki dwóch ich badań opublikowane w czasopiśmie Cell pokazują, że hamowanie określonych białek może zapobiec replikacji wirusa SARS-CoV-2 i ostatecznie spowodować zakażenia COVID-19. 

Jak dochodzi do zakażenia wirusem SARS-CoV-2?

Wirus musi przekazać swoją informację genetyczną do komórki gospodarza, aby się replikować. Eric J. Yager, PhD , adiunkt mikrobiologii w Albany College of Pharmacy and Health Sciences i Center for Biopharmaceutical Education and Training, twierdzi, że wirusom brakuje mechanizmu do wytwarzania własnych białek i rozmnażania się. W rezultacie komórki przejmujące są niezbędne do ich przetrwania.

SARS-CoV-2 wykorzystuje białko kolca do wiązania się z receptorem ACE2 znajdującym się na powierzchni komórek ludzkich. Białko kolca działa jak klucz, który zaczepia się o receptor ACE2. Umożliwia to wniknięcie wirusa do komórki. 

Yager twierdzi, że aby mieć pewność, że atak się powiedzie, SARS-CoV-2 manipuluje ochronną warstwą tłuszczu otaczającą komórkę.

„Błony komórkowe składają się z różnych cząsteczek lipidowych” – mówi Health Life Guide Yager, który nie był zaangażowany w parę badań Cell . „W związku z tym naukowcy odkryli, że kilka klinicznie istotnych wirusów jest w stanie zmienić metabolizm lipidów komórek gospodarza, aby stworzyć środowisko sprzyjające gromadzeniu się i uwalnianiu zakaźnych cząstek wirusowych”.

Po dostaniu się do środka wirus może zmusić komórkę do wytworzenia większej liczby kopii. „Wirusy przejmują maszynerię komórki gospodarza i ścieżki biosyntezy w celu replikacji genomu i produkcji potomstwa wirusowego” – mówi Yager.

Aby zapobiec zakażeniu COVID-19, naukowcy muszą uniemożliwić wirusowi przedostanie się do komórek.

Trwające badania nad koronawirusem skupiają się na blokowaniu białka kolca.  W rzeczywistości szczepionki mRNA przeciwko COVID-19 opracowane przez Pfizer/BioNTech i Moderna działają poprzez dostarczanie komórkom nietrwałego zestawu instrukcji, aby tymczasowo utworzyć białko kolca wirusa. Układ odpornościowy rozpoznaje białko kolca jako obcego najeźdźcę i szybko je niszczy. Jednak doświadczenie to pozwala układowi odpornościowemu zapamiętać te instrukcje. Tak więc, jeśli prawdziwy wirus kiedykolwiek dostanie się do twojego organizmu, twój układ odpornościowy przygotował obronę, aby z nim walczyć.

Choć białko kolczaste może być dobrym celem, badacze z badania Cell sugerują, że może ono nie być jedynym.

„Ważnym pierwszym krokiem w konfrontacji z nowym zakażeniem, takim jak COVID-19, jest zmapowanie krajobrazu molekularnego, aby zobaczyć, jakie możliwe cele masz do walki z nim” — mówi dr John T. Poirier, adiunkt medycyny w NYU Langone Health i współautor dwóch badań w niedawnym komunikacie prasowym . „Porównanie nowo odkrytego wirusa z innymi znanymi wirusami może ujawnić wspólne zobowiązania, które mamy nadzieję, że posłużą jako katalog potencjalnych podatności na przyszłe epidemie”.

Badanie innych potencjalnych celów

Naukowcy starali się znaleźć molekularne składniki ludzkich komórek, które SARS-CoV-2 przejmuje, aby móc się skopiować. Użyli CRISPR-Cas9, aby dezaktywować pojedynczy gen w ludzkiej komórce. Łącznie wyłączyli funkcję 19 000 genów. Następnie komórki zostały wystawione na działanie SARS-CoV-2 i trzech innych koronawirusów, o których wiadomo, że powodują przeziębienie.

Z powodu infekcji wirusowej wiele komórek obumarło. Komórki, które przeżyły, były w stanie przetrwać dzięki inaktywowanemu genowi, który według autorów musi być kluczowy dla replikacji.

Łącznie naukowcy odkryli 127 ścieżek molekularnych i białek, których cztery koronawirusy potrzebują do skutecznego kopiowania się.

Oprócz zidentyfikowanych 127 białek, naukowcy postanowili skupić się na białku zwanym białkiem transbłonowym 41 B (TMEM41B).

Decyzja ta opierała się na informacjach z badania z 2016 r., które wykazało, że białko TMEM41B ma kluczowe znaczenie dla replikacji wirusa Zika.  Chociaż rolą tego białka jest usuwanie odpadów komórkowych poprzez otaczanie ich warstwą tłuszczu, naukowcy sugerują, że koronawirusy mogą wykorzystywać ten tłuszcz jako swego rodzaju kryjówkę.

Kierowanie białek do rozwoju leków

Celowanie w białka wirusowe nie jest nową strategią, mówi Yager. Działa również w leczeniu infekcji bakteryjnych.

„Antybiotyki takie jak doksycyklina, streptomycyna i erytromycyna zakłócają zdolność bakteryjnego rybosomu 70S do syntezy białek bakteryjnych” — mówi Yager. „Antybiotyki takie jak ryfampicyna hamują syntezę bakteryjnego mRNA, które jest wykorzystywane jako wzór do syntezy białek bakteryjnych”.

Naukowcy uważają, że TMEM41B i inne białka mogą być potencjalnymi celami przyszłych terapii.

„Łącznie nasze badania stanowią pierwszy dowód na to, że białko transbłonowe 41 B jest czynnikiem krytycznym dla infekcji flawiwirusami, a co niezwykłe, również dla koronawirusów, takich jak SARS-CoV-2” — powiedział Poirier w komunikacie prasowym . „Podczas gdy hamowanie białka transbłonowego 41 B jest obecnie głównym kandydatem na przyszłe terapie mające na celu zatrzymanie infekcji koronawirusem, nasze wyniki zidentyfikowały ponad sto innych białek, które również można by zbadać jako potencjalne cele leków”.

Informacje w tym artykule są aktualne na dzień podany, co oznacza, że ​​nowsze informacje mogą być dostępne, gdy to czytasz. Aby uzyskać najnowsze informacje na temat COVID-19, odwiedź naszą stronę z wiadomościami o koronawirusie .