Jasmin Merdan / Getty Images
Klíčové jídlo
- Nové studie identifikují 128 molekulárních cílů, na které lze cílit, aby se zabránilo šíření koronavirů do dalších buněk.
- Transmembránový protein 41 B je také spojen s podporou virové replikace viru Zika.
- Deaktivace tohoto proteinu může být potenciálně užitečná pro antivirovou terapii.
Zatímco vakcína COVID-19 je oslavována jako světlo na konci pandemie, tým vědců z NYU připravuje plán B. Výsledky dvou z jejich studií publikovaných v časopiseBuňkaukazují, že inhibice specifických proteinů může zabránit replikaci viru SARS-CoV-2 a nakonec způsobit infekci COVID-19.
Vakcíny COVID-19: Mějte přehled o tom, jaké vakcíny jsou k dispozici, kdo je může získat a jak bezpečné jsou.
Jak způsobuje SARS-CoV-2 infekci?
Virus potřebuje k replikaci přenos své genetické informace do hostitelské buňky. Eric J. Yager, PhD, docent mikrobiologie na Albany College of Pharmacy and Health Sciences a Center for Biopharmaceutical Education and Training, říká, že virům chybí mechanismy pro výrobu vlastních proteinů a pro reprodukci. Výsledkem je, že únos buňky je nezbytný pro jejich přežití.
SARS-CoV-2 používá k navázání na receptor lidských ACE2 na povrchu lidských buněk špičkový protein. Protein hrotu funguje jako klíč, který zapadá do receptoru ACE2. To umožňuje virový vstup do buňky.
Aby bylo zajištěno, že únos bude úspěšný, Yager říká, že SARS-CoV-2 manipuluje s ochrannou vrstvou tuku obklopující buňku.
"Buněčné membrány se skládají z různých lipidových molekul," řekl Yager, který se této dvojice netýkalBuňkastudie, říká Verywell. "V souladu s tím vědci zjistili, že několik klinicky relevantních virů je schopno změnit metabolismus lipidů hostitelských buněk, aby vytvořili prostředí příznivé pro shromažďování a uvolňování infekčních virových částic."
Jakmile je uvnitř, může virus přinutit buňku, aby z ní vytvořila více kopií. "Viry kooptují strojní zařízení hostitelských buněk a biosyntetické dráhy pro replikaci genomu a produkci virových potomků," říká Yager.
Aby se zabránilo infekci COVID-19, musí vědci zastavit vstup viru do buněk.
Probíhající výzkum koronavirů se zaměřil na blokování špičkového proteinu. Vakcíny COVID-19 mRNA vyvinuté společnostmi Pfizer / BioNTech a Moderna ve skutečnosti fungují tak, že dávají buňkám nepermanentní soubor pokynů pro dočasné vytvoření špičkového proteinu viru. Imunitní systém rozpozná protein hrotu jako cizího vetřelce a rychle ho zničí. Zkušenost však umožňuje imunitnímu systému, aby si na tyto pokyny vzpomněl. Pokud tedy skutečný virus někdy vstoupí do vašeho těla, váš imunitní systém připravil obranu, aby proti němu bojoval.
I když může být bodec protein dobrým cílem, vědci zBuňkastudie naznačují, že to nemusí být jediné.
„Důležitým prvním krokem při konfrontaci s novou nákazou, jako je COVID-19, je zmapovat molekulární krajinu a zjistit, jaké možné cíle musíte s ní bojovat,“ říká John T. Poirier, PhD, odborný asistent medicíny na NYU Langone Health and spoluautor obou studií v nedávné tiskové zprávě. "Porovnání nově objeveného viru s jinými známými viry může odhalit sdílené závazky, které, jak doufáme, slouží jako katalog potenciálních zranitelností pro budoucí ohniska."
Zkoumání dalších potenciálních cílů
Vědci se snažili najít molekulární složky lidských buněk, které SARS-CoV-2 přebírá, aby se mohly kopírovat. Použili CRISPR-Cas9 k deaktivaci jediného genu v lidské buňce. Celkově vypnuli funkci 19 000 genů. Poté byly buňky vystaveny SARS-CoV-2 a třem dalším koronavirům, o nichž je známo, že způsobují nachlazení.
V důsledku virové infekce mnoho buněk zemřelo. Buňky, které přežily, dokázaly přežít kvůli inaktivovanému genu, který podle autorů musí být pro replikaci klíčový.
Celkově vědci našli 127 molekulárních drah a proteinů, které se čtyři koronaviry potřebovaly k úspěšnému kopírování.
Kromě identifikovaných 127 se vědci rozhodli zaměřit na protein zvaný transmembránový protein 41 B (TMEM41B).
Jejich rozhodnutí bylo založeno na informacích ze studie z roku 2016, která ukazuje, že TMEM41B má zásadní význam pro replikaci viru Zika. I když úlohou tohoto proteinu je odstraňovat buněčný odpad jeho obalením v tukové vrstvě, vědci naznačují, že mohou být schopen použít tento tuk jako druh úkrytu.
Co to pro vás znamená
Zatímco čekáme na veřejně dostupnou vakcínu, vědci pokračují ve vývoji léčby COVID-19. Zaměřením na TMEM41B mohou vědci vytvořit antivirové terapie zaměřené na prevenci závažných onemocnění zastavením šíření koronaviru do zbytku těla.
Cílení na proteiny pro vývoj léčiv
Cílení na virové proteiny není nová strategie, říká Yager. Funguje také při léčbě bakteriálních infekcí.
"Antibiotika, jako je doxycyklin, streptomycin a erythromycin, interferují se schopností bakteriálního 70S ribozomu syntetizovat bakteriální proteiny," říká Yager. "Antibiotika, jako je rifampicin, inhibují syntézu bakteriální mRNA, která se používá jako plán pro syntézu bakteriálních proteinů."
Vědci se domnívají, že TMEM41B a další proteiny by mohly být potenciálními cíli pro budoucí terapie.
"Naše studie společně představují první důkaz transmembránového proteinu 41 B jako kritického faktoru pro infekci flaviviry a pozoruhodně také pro koronaviry, jako je SARS-CoV-2," uvedl Poirier v tiskové zprávě. "I když je inhibice transmembránového proteinu 41 B v současné době nejlepším uchazečem o budoucí terapii k zastavení infekce koronaviry, naše výsledky identifikovaly více než sto dalších proteinů, které by také mohly být zkoumány jako potenciální lékové cíle."
