Jasmin Merdan / Getty Images
Ključni za poneti
- Nove studije identificiraju 128 molekularnih ciljeva kojima bi se moglo ciljati kako bi se zaustavilo širenje koronavirusa na druge stanice.
- Transmembranski protein 41 B također je povezan s pomaganjem virusnoj replikaciji virusa Zika.
- Deaktiviranje ovog proteina može biti potencijalno korisno za antivirusne terapije.
Dok se cjepivo protiv COVID-19 pozdravlja kao svjetlo na kraju pandemije, tim istraživača iz New Yorka priprema se za plan B. Rezultati dviju njihovih studija objavljeni u časopisuĆelijapokazuju da inhibiranje specifičnih proteina može spriječiti replikaciju virusa SARS-CoV-2 i na kraju uzrokovati infekcije COVID-19.
Cjepiva protiv COVID-19: Budite u toku s dostupnim cjepivima, tko ih može dobiti i koliko su sigurna.
Kako SARS-CoV-2 uzrokuje infekciju?
Virus treba prenijeti svoje genetske podatke u stanicu domaćina kako bi se mogao replicirati. Eric J. Yager, izvanredni profesor mikrobiologije na Albany College of Pharmacy and Health Sciences i Centru za biofarmaceutsko obrazovanje i obrazovanje, kaže da virusima nedostaje mašina za stvaranje vlastitih proteina i razmnožavanje. Kao rezultat, otmične stanice neophodne su za njihov opstanak.
SARS-CoV-2 koristi se bjelančevinom spike da se veže za ACE2 receptor koji se nalazi na površini ljudskih stanica. Šiljak proteina djeluje kao ključ koji se pričvršćuje za ACE2 receptor. To omogućuje virusni ulazak u stanicu.
Kako bi osigurao uspjeh otmice, Yager kaže da SARS-CoV-2 manipulira zaštitnim slojem masti koji okružuje stanicu.
"Stanične membrane sastoje se od različitih molekula lipida", Yager, koji nije bio povezan s paromĆelijastudira, kaže Verywell. "Sukladno tome, znanstvenici su otkrili da je nekoliko klinički relevantnih virusa u stanju promijeniti metabolizam lipida u stanicama domaćina kako bi stvorili okruženje povoljno za skupljanje i oslobađanje zaraznih virusnih čestica."
Kad uđe, virus može prisiliti stanicu da je napravi više kopija. "Virusi kooptiraju strojeve stanica domaćina i biosintetske puteve za replikaciju genoma i proizvodnju virusnih potomaka", kaže Yager.
Kako bi spriječili infekciju COVID-19, istraživači trebaju zaustaviti virus da uđe u stanice.
Stalno istraživanje koronavirusa usredotočilo se na blokiranje proteina spike. Zapravo, COVID-19 mRNA cjepiva koja su razvili Pfizer / BioNTech i Moderna djeluju dajući stanicama nestalni niz uputa za privremeno stvaranje proteina virusa spike. Imunološki sustav protein klas prepoznaje kao stranog napadača i brzo ga uništava. Međutim, iskustvo omogućava imunološkom sustavu da se sjeti tih uputa. Dakle, ako pravi virus ikad uđe u vaše tijelo, vaš imunološki sustav pripremio je obrambene mjere za borbu protiv njega.
Iako bi protein spike mogao biti dobra meta, istraživačiĆelijastudija sugerira da možda nije jedina.
"Važan prvi korak u suočavanju s novom zarazom poput COVID-19 je mapiranje molekularnog krajolika kako bi se vidjelo koje su moguće ciljeve za borbu protiv njega", kaže dr. John T. Poirier, docent medicine na NYU Langone Health i koautor dviju studija u nedavnom priopćenju za javnost. "Usporedba novootkrivenog virusa s drugim poznatim virusima može otkriti zajedničke odgovornosti, za koje se nadamo da će poslužiti kao katalog potencijalnih ranjivosti za buduće epidemije."
Istraživanje drugih potencijalnih ciljeva
Istraživači su pokušali pronaći molekularne komponente ljudskih stanica koje SARS-CoV-2 preuzima kako bi se kopirao. Koristili su CRISPR-Cas9 za inaktivaciju jednog gena u ljudskoj stanici. Ukupno su isključili funkciju 19 000 gena. Nakon toga, stanice su bile izložene SARS-CoV-2 i još tri koronavirusa za koja je poznato da uzrokuju prehladu.
Zbog virusne infekcije mnoge su stanice umrle. Stanice koje su živjele mogle su preživjeti zbog inaktiviranog gena, za koji autori smatraju da mora biti presudan za replikaciju.
Ukupno su istraživači pronašli 127 molekularnih putova i proteina koji su četiri koronavirusa trebala za uspješno kopiranje.
Uz 127 identificiranih, istraživači su se odlučili usredotočiti na protein nazvan transmembranski protein 41 B (TMEM41B).
Njihova se odluka temeljila na informacijama iz studije iz 2016. koja je pokazala da je TMEM41B presudan za replikaciju virusa Zika. Iako je uloga ovog proteina uklanjanje staničnog otpada umotavanjem u sloj masti, istraživači sugeriraju da koronavirusi mogu biti u mogućnosti koristiti ovu mast kao svojevrsno skrovište.
Što ovo znači za vas
Dok čekamo javno dostupno cjepivo, istraživači nastavljaju razvijati tretmane COVID-19. Ciljajući TMEM41B, znanstvenici će možda moći stvoriti antivirusne terapije koje se usredotočuju na sprečavanje teških bolesti zaustavljanjem širenja koronavirusa na ostatak tijela.
Ciljanje proteina za razvoj lijekova
Ciljanje virusnih proteina nije nova strategija, kaže Yager. Također djeluje u liječenju bakterijskih infekcija.
"Antibiotici poput doksiciklina, streptomicina i eritromicina ometaju sposobnost bakterijskog 70S ribosoma da sintetizira bakterijske proteine", kaže Yager. "Antibiotici poput rifampicina djeluju na inhibiciju sinteze bakterijske mRNA, koja se koristi kao nacrt za sintezu bakterijskih proteina."
Istraživači vjeruju da bi TMEM41B i drugi proteini mogli biti potencijalni ciljevi budućih terapija.
"Zajedno, naša istraživanja predstavljaju prvi dokaz transmembranskog proteina 41 B kao kritičnog čimbenika za infekciju flavivirusima i, što je nevjerojatno, i za koronaviruse, poput SARS-CoV-2", rekao je Poirier u priopćenju za javnost. "Iako je inhibicija transmembranskog proteina 41 B trenutno glavni kandidat za buduće terapije za zaustavljanje infekcije koronavirusom, naši su rezultati identificirali preko stotinu drugih proteina koji bi se također mogli istražiti kao potencijalni ciljevi lijekova."
.jpg)
