Jasmin Merdan / Getty Images
Kľúčové jedlá
- Nové štúdie identifikujú 128 molekulárnych cieľov, na ktoré by bolo možné zamerať zastavenie šírenia koronavírusov do ďalších buniek.
- Transmembránový proteín 41 B je tiež spojený s podporou vírusovej replikácie vírusu Zika.
- Deaktivácia tohto proteínu môže byť potenciálne užitočná pre antivírusové terapie.
Zatiaľ čo sa vakcína COVID-19 oslavuje ako svetlo na konci pandémie, tím vedcov z NYU pripravuje plán B. Výsledky dvoch z ich štúdií publikovaných v časopiseBunkaukazujú, že inhibícia špecifických proteínov môže zabrániť replikácii vírusu SARS-CoV-2 a nakoniec spôsobiť infekcie COVID-19.
Vakcíny COVID-19: Majte prehľad o tom, aké vakcíny sú k dispozícii, kto ich môže dostať a aké sú bezpečné.
Ako spôsobuje SARS-CoV-2 infekciu?
Vírus musí preniesť svoju genetickú informáciu do hostiteľskej bunky, aby sa mohol replikovať. Eric J. Yager, PhD, docent mikrobiológie na Albany College of Pharmacy and Health Sciences a Center for Biopharmaceutical Education and Training, tvrdí, že vírusom chýba mechanizmy na výrobu vlastných proteínov a ich množenie. Výsledkom je, že únos buniek je nevyhnutný pre ich prežitie.
SARS-CoV-2 používa na naviazanie sa na spiknutý proteín s receptorom ACE2, ktorý sa nachádza na povrchu ľudských buniek. Bodecový proteín funguje ako kľúč, ktorý sa zachytáva na receptore ACE2. To umožňuje vírusový vstup do bunky.
Aby sa zabezpečilo, že únos bude úspešný, Yager hovorí, že SARS-CoV-2 manipuluje s ochrannou vrstvou tuku obklopujúcou bunku.
"Bunkové membrány sa skladajú z rôznych lipidových molekúl," uviedol Yager, ktorý nebol zapojený do dvojiceBunkaštúdie, hovorí Verywell. "Vedci preto zistili, že niekoľko klinicky relevantných vírusov je schopných zmeniť metabolizmus lipidov hostiteľských buniek s cieľom vytvoriť prostredie priaznivé pre zhromažďovanie a uvoľňovanie infekčných vírusových častíc."
Vírus môže dovnútra prinútiť bunku, aby vytvorila viac svojich kópií. "Vírusy kombinujú mechanizmy hostiteľských buniek a biosyntetické dráhy pre replikáciu genómu a produkciu vírusového potomstva," hovorí Yager.
Aby sa zabránilo infekcii COVID-19, musia vedci zabrániť vstupu vírusu do buniek.
Prebiehajúci výskum koronavírusov sa zameral na blokovanie špičkového proteínu. V skutočnosti vakcíny mRNA COVID-19 vyvinuté spoločnosťami Pfizer / BioNTech a Moderna poskytujú bunkám nepermanentný súbor pokynov na dočasné vytvorenie špičkového proteínu vírusu. Imunitný systém rozpozná hrotový proteín ako cudzieho votrelca a rýchlo ho zničí. Skúsenosti však umožňujú imunitnému systému zapamätať si tieto pokyny. Takže ak sa skutočný vírus niekedy dostane do vášho tela, váš imunitný systém pripravil obranu, aby proti nemu bojoval.
Aj keď môže byť bodec bielkovinou dobrým cieľom, vedci zBunkaŠtúdia naznačuje, že to nemusí byť jediné.
„Dôležitým prvým krokom pri konfrontácii s novou nákazou, ako je COVID-19, je zmapovanie molekulárnej krajiny, aby ste zistili, aké možné ciele musíte bojovať,“ hovorí John T. Poirier, PhD, odborný asistent medicíny na NYU Langone Health and spoluautorka týchto dvoch štúdií v nedávnej tlačovej správe. "Porovnanie novoobjaveného vírusu s inými známymi vírusmi môže odhaliť spoločné záväzky, ktoré, dúfame, slúžia ako katalóg potenciálnych zraniteľností pre budúce ohniská."
Skúmanie ďalších potenciálnych cieľov
Vedci sa snažili nájsť molekulárne zložky ľudských buniek, ktoré SARS-CoV-2 preberá, aby sa mohla kopírovať. Použili CRISPR-Cas9 na inaktiváciu jedného génu v ľudskej bunke. Celkovo vypli funkciu 19 000 génov. Potom boli bunky vystavené SARS-CoV-2 a trom ďalším koronavírusom, o ktorých je známe, že spôsobujú prechladnutie.
V dôsledku vírusovej infekcie zomrelo veľa buniek. Bunky, ktoré skutočne žili, boli schopné prežiť vďaka inaktivovanému génu, ktorý je podľa autorov nevyhnutný pre replikáciu.
Celkovo vedci našli 127 molekulárnych dráh a proteínov, ktoré štyri koronavírusy potrebovali na úspešné kopírovanie.
Okrem identifikovaných 127 sa vedci rozhodli zamerať na proteín nazývaný transmembránový proteín 41 B (TMEM41B).
Ich rozhodnutie bolo založené na informáciách zo štúdie z roku 2016, ktoré ukazujú, že TMEM41B je rozhodujúci pre replikáciu vírusu Zika. Aj keď úlohou tohto proteínu je odstraňovať bunkový odpad jeho obalením v tukoch, vedci naznačujú, že koronavírusy môžu byť schopní použiť tento tuk ako akýsi úkryt.
Čo to pre vás znamená
Zatiaľ čo čakáme na verejne dostupnú vakcínu, vedci pokračujú vo vývoji liečby COVID-19. Zameraním na TMEM41B môžu vedci vytvoriť antivírusové terapie zamerané na prevenciu závažných ochorení zastavením šírenia koronavírusu do zvyšku tela.
Zacielenie na proteíny pre vývoj liekov
Zacielenie na vírusové proteíny nie je novou stratégiou, tvrdí Yager. Funguje tiež pri liečbe bakteriálnych infekcií.
"Antibiotiká, ako je doxycyklín, streptomycín a erytromycín, interferujú so schopnosťou bakteriálneho 70S ribozómu syntetizovať bakteriálne proteíny," hovorí Yager. „Antibiotiká, ako je rifampicín, účinkujú tak, že inhibujú syntézu bakteriálnej mRNA, ktorá sa používa ako základný materiál na syntézu bakteriálnych proteínov.“
Vedci sa domnievajú, že TMEM41B a ďalšie proteíny by mohli byť potenciálnymi cieľmi budúcich terapií.
"Naše štúdie spoločne predstavujú prvý dôkaz transmembránového proteínu 41 B ako kritického faktora pre infekciu flavivírusmi a pozoruhodne aj pre koronavírusy, ako je SARS-CoV-2," uviedol Poirier v tlačovej správe. "Aj keď je inhibícia transmembránového proteínu 41 B v súčasnosti hlavným uchádzačom o budúcu liečbu na zastavenie infekcie koronavírusmi, naše výsledky identifikovali viac ako sto ďalších proteínov, ktoré by sa tiež mohli skúmať ako potenciálne ciele liekov."
