Tutkimuksissa tunnistetaan SARS-CoV-2-viruksen heikot kohdat

Jasmin Merdan / Getty Images

Tärkeimmät takeaways

• Uudet tutkimukset tunnistavat 128 molekyylikohdetta, joihin voitaisiin kohdistaa koronavirusten leviämisen estäminen muihin soluihin.
• Transmembraaniproteiini 41 B liittyy myös Zika-viruksen viruksen replikaation tukemiseen.
• Tämän proteiinin deaktivointi voi olla potentiaalisesti hyödyllinen viruslääkkeissä.

Kun COVID-19-rokotetta pidetään valona pandemian lopussa, NYU: n tutkijaryhmä valmistelee suunnitelmaa B. Kahden lehdessä julkaistun tutkimuksen tuloksetSoluosoittavat, että spesifisten proteiinien estäminen voi estää SARS-CoV-2-virusta replikoitumasta ja lopulta aiheuttamasta COVID-19-infektioita.

COVID-19-rokotteet: Pysy ajan tasalla siitä, mitä rokotteita on saatavilla, kuka niitä saa ja kuinka turvallisia ne ovat.

Kuinka SARS-CoV-2 aiheuttaa tartunnan?

Viruksen on siirrettävä geenitietonsa isäntäsoluun replikoidakseen. Eric J.Yager, tohtori, mikrobiologian apulaisprofessori Albanyn farmasian ja terveystieteiden korkeakoulussa ja biofarmaseuttisen koulutuksen keskuksessa, sanoo, että viruksilla ei ole koneita omien proteiinien valmistamiseen ja lisääntymiseen. Tämän seurauksena kaappaavat solut ovat välttämättömiä niiden selviytymiselle.

SARS-CoV-2 käyttää piikkiproteiinia sitoutuakseen ihmisen solujen pinnalla olevaan ACE2-reseptoriin. Piikkiproteiini toimii avaimena, joka tarttuu ACE2-reseptoriin. Tämä mahdollistaa viruksen pääsyn soluun.

Kaappauksen onnistumisen varmistamiseksi Yager sanoo, että SARS-CoV-2 manipuloi solua ympäröivää suojaavaa rasvakerrosta.

"Solukalvot koostuvat erilaisista lipidimolekyyleistä", Yager, joka ei ollut mukanaSolututkimuksia, kertoo Verywell. "Niinpä tutkijat ovat havainneet, että useat kliinisesti merkitykselliset virukset pystyvät muuttamaan isäntäsolun lipidien metaboliaa luomaan ympäristön, joka on suotuisa tarttuvien viruspartikkeleiden kokoamiselle ja vapautumiselle."

Sisällä virus voi pakottaa solun tekemään siitä enemmän kopioita. "Virukset valitsevat isäntäsolukoneet ja biosynteesireitit genomin replikaatioon ja viruksen jälkeläisten tuotantoon", Yager sanoo.

COVID-19-infektion estämiseksi tutkijoiden on estettävä viruksen pääsy soluihin.

Käynnissä oleva koronavirustutkimus on keskittynyt piikkiproteiinin estämiseen. Itse asiassa Pfizer / BioNTechin ja Modernan kehittämät COVID-19 mRNA -rokotteet antavat soluille pysyvän ohjeiston viruksen piikkiproteiinin luomiseksi väliaikaisesti. Immuunijärjestelmä tunnistaa piikkiproteiinin vieraaksi hyökkääjäksi ja tuhoaa sen nopeasti. Kokemus antaa kuitenkin immuunijärjestelmälle mahdollisuuden muistaa nuo ohjeet. Joten jos todellinen virus tulee koskaan kehoosi, immuunijärjestelmäsi on valmistautunut puolustukseksi taistelemaan sitä vastaan.

Vaikka piikkiproteiini voi olla hyvä kohde,SoluTutkimuksen mukaan se ei ehkä ole ainoa.

"Tärkeä ensimmäinen askel uuden tartunnan torjunnassa, kuten COVID-19, on kartoittaa molekyylimaisema nähdäksesi mahdolliset kohteet, joita sinulla on sen torjumiseksi", kertoo tohtori John T. Poirier, NYU Langone Healthin apulaisprofessori ja näiden kahden tutkimuksen toinen kirjoittaja äskettäisessä lehdistötiedotteessa. "Äskettäin löydetyn viruksen vertaaminen muihin tunnettuihin viruksiin voi paljastaa yhteisiä vastuita, jotka toivomme olevan luettelo mahdollisista haavoittuvuuksista tuleville taudinpurkauksille."

Muiden mahdollisten tavoitteiden tutkiminen

Tutkijat pyrkivät löytämään ihmissolujen molekyylikomponentit, jotka SARS-CoV-2 ottaa haltuunsa kopioidakseen itsensä. He käyttivät CRISPR-Cas9: tä yhden geenin inaktivoimiseksi ihmissolussa. Yhteensä he sammuttivat 19 000 geenin toiminnan. Sen jälkeen solut altistettiin SARS-CoV-2: lle ja kolmelle muulle koronavirukselle, joiden tiedetään aiheuttavan tavallista kylmää.

Virustartunnan takia monet solut kuolivat. Elävät solut pystyivät selviytymään inaktivoidun geenin takia, jonka tekijöiden mielestä on oltava ratkaisevaa replikaatiossa.

Tutkijat löysivät yhteensä 127 molekyylireittiä ja proteiinia, jotka neljän koronaviruksen tarvitsi kopioidakseen itsensä onnistuneesti.

Tunnistettujen 127: n lisäksi tutkijat päättivät keskittyä proteiiniin nimeltä transmembraaniproteiini 41 B (TMEM41B).

Heidän päätöksensä perustui vuoden 2016 tutkimuksen tietoihin, jotka osoittivat, että TMEM41B oli ratkaiseva Zika-viruksen replikaation suhteen.Vaikka tämän proteiinin tehtävänä on puhdistaa solujätteet käärimällä se rasvakerrokseen, tutkijoiden mukaan koronavirukset voivat osaa käyttää tätä rasvaa eräänlaisena piilopaikkana.

Mitä tämä tarkoittaa sinulle

Kun odotamme julkisesti saatavilla olevaa rokotetta, tutkijat jatkavat COVID-19-hoitojen kehittämistä. Kohdentamalla TMEM41B, tutkijat voivat pystyä luomaan viruslääkkeitä, jotka keskittyvät vakavien sairauksien estämiseen estämällä koronaviruksen leviäminen muuhun kehoon.

Kohdistaminen proteiineihin lääkekehityksessä

Virusproteiinien kohdentaminen ei ole uusi strategia, Yager sanoo. Se toimii myös bakteeri-infektioiden hoidossa.

"Antibiootit, kuten doksisykliini, streptomysiini ja erytromysiini, häiritsevät bakteerien 70S ribosomin kykyä syntetisoida bakteeriproteiineja", Yager sanoo. "Antibiootit, kuten rifampisiini, estävät bakteerien mRNA: n synteesiä, jota käytetään suunnitelmana bakteeriproteiinien syntetisoimiseksi."

Tutkijat uskovat, että TMEM41B ja muut proteiinit voivat olla potentiaalisia tavoitteita tuleville hoidoille.

"Yhdessä tutkimuksemme ovat ensimmäinen todiste transmembraaniproteiinista 41 B kriittisenä tekijänä flavivirusten aiheuttamalle infektiolle ja huomattavasti myös koronaviruksille, kuten SARS-CoV-2," Poirier sanoi lehdistötiedotteessa. "Vaikka transmembraanisen proteiinin 41 B estäminen on tällä hetkellä tärkein kilpailija tuleville terapioille koronavirusinfektion lopettamiseksi, tuloksemme tunnistivat yli sata muuta proteiinia, joita voitaisiin myös tutkia potentiaalisina lääkekohteina."