Жасмин Мердан / Getty Images
Ключевые выводы
- Новые исследования выявили 128 молекулярных мишеней, на которые можно было бы воздействовать, чтобы остановить распространение коронавирусов на другие клетки.
- Трансмембранный белок 41 B также связан с содействием вирусной репликации вируса Зика.
- Деактивация этого белка может быть потенциально полезной для противовирусной терапии.
В то время как вакцина COVID-19 приветствуется как свет в конце пандемии, группа исследователей из Нью-Йоркского университета готовит план Б. Результаты двух их исследований опубликованы в журнале.Клеткапоказывают, что ингибирование определенных белков может предотвратить репликацию вируса SARS-CoV-2 и, в конечном итоге, вызвать инфекции COVID-19.
Вакцины от COVID-19: будьте в курсе того, какие вакцины доступны, кто может их получить и насколько они безопасны.
Как SARS-CoV-2 вызывает инфекцию?
Вирусу необходимо передать свою генетическую информацию в клетку-хозяин для репликации. Эрик Дж. Ягер, доктор философии, адъюнкт-профессор микробиологии Колледжа фармации и здравоохранения Олбани и Центра биофармацевтического образования и обучения, говорит, что вирусам не хватает механизмов для производства собственных белков и воспроизводства. В результате клетки-захватчики необходимы для их выживания.
SARS-CoV-2 использует белок-шип для связывания с рецептором ACE2, обнаруженным на поверхности клеток человека. Белок спайка действует как ключ, который прикрепляется к рецептору ACE2. Это позволяет вирусам проникать в клетку.
По словам Ягера, чтобы обеспечить успех угона, SARS-CoV-2 манипулирует защитным слоем жира, окружающим клетку.
«Клеточные мембраны состоят из множества липидных молекул», - сказал Ягер, который не участвовал в исследовании парыКлеткаучится, - рассказывает Verywell. «Соответственно, ученые обнаружили, что несколько клинически значимых вирусов способны изменять липидный метаболизм клетки-хозяина, чтобы создать среду, благоприятную для сборки и высвобождения инфекционных вирусных частиц».
Попав внутрь, вирус может заставить клетку сделать больше своих копий. «Вирусы кооптируют механизмы клетки-хозяина и биосинтетические пути для репликации генома и производства вирусного потомства», - говорит Ягер.
Чтобы предотвратить заражение COVID-19, исследователям необходимо остановить проникновение вируса в клетки.
Текущие исследования коронавируса сосредоточены на блокировании белка-шипа. Фактически, вакцины мРНК COVID-19, разработанные Pfizer / BioNTech и Moderna, работают, давая клеткам непостоянный набор инструкций для временного создания белка-шипа вируса. Иммунная система распознает спайковый белок как чужеродного захватчика и быстро его уничтожает. Однако опыт позволяет иммунной системе запоминать эти инструкции. Итак, если настоящий вирус когда-либо попадет в ваше тело, ваша иммунная система подготовила защиту для борьбы с ним.
Хотя белок спайков может быть хорошей мишенью, исследователиКлеткаисследования показывают, что это может быть не единственный.
«Важным первым шагом в борьбе с новой инфекцией, такой как COVID-19, является составление карты молекулярного ландшафта, чтобы увидеть, с какими возможными целями вы должны с ней бороться», - говорит Джон Т. Пуарье, доктор философии, доцент медицины в NYU Langone Health и соавтор двух исследований в недавнем пресс-релизе. «Сравнение недавно обнаруженного вируса с другими известными вирусами может выявить общие обязательства, которые, как мы надеемся, послужат каталогом потенциальных уязвимостей для будущих эпидемий».
Исследование других потенциальных целей
Исследователи стремились найти молекулярные компоненты человеческих клеток, которые SARS-CoV-2 берет на себя, чтобы скопировать себя. Они использовали CRISPR-Cas9 для инактивации одного гена в клетке человека. Всего они отключили функцию 19000 генов. После этого клетки подверглись воздействию SARS-CoV-2 и трех других коронавирусов, которые, как известно, вызывают простуду.
Из-за вирусной инфекции многие клетки погибли. Клетки, которые действительно выжили, смогли выжить из-за инактивированного гена, который, по мнению авторов, должен иметь решающее значение для репликации.
В общей сложности исследователи обнаружили 127 молекулярных путей и белков, которые необходимы четырем коронавирусам для успешного копирования самих себя.
В дополнение к 127 идентифицированным, исследователи решили сосредоточиться на протеине, называемом трансмембранным протеином 41 B (TMEM41B).
Их решение было основано на информации из исследования 2016 года, показывающего, что TMEM41B имеет решающее значение для репликации вируса Зика. Хотя роль этого белка заключается в очистке клеточных отходов путем обертывания их жировой оболочкой, исследователи предполагают, что коронавирусы могут иметь возможность использовать этот жир как своего рода укрытие.
Что это значит для вас
Пока мы ждем общедоступной вакцины, исследователи продолжают разрабатывать методы лечения COVID-19. Нацелившись на TMEM41B, ученые смогут создать противовирусные методы лечения, направленные на предотвращение тяжелых заболеваний, не давая коронавирусу распространиться на остальную часть тела.
Нацеливание на белки для разработки лекарств
По словам Ягера, нацеливание на вирусные белки - не новая стратегия. Он также работает при лечении бактериальных инфекций.
«Антибиотики, такие как доксициклин, стрептомицин и эритромицин, влияют на способность бактериальной рибосомы 70S синтезировать бактериальные белки», - говорит Ягер. «Антибиотики, такие как рифампицин, действуют, чтобы ингибировать синтез бактериальной мРНК, которая используется в качестве схемы для синтеза бактериальных белков».
Исследователи полагают, что TMEM41B и другие белки могут стать потенциальными мишенями для будущих методов лечения.
«Вместе наши исследования представляют собой первые доказательства того, что трансмембранный белок 41 B является критическим фактором заражения флавивирусами, а также, что примечательно, коронавирусами, такими как SARS-CoV-2», - сказал Пуарье в пресс-релизе. «Хотя ингибирование трансмембранного белка 41B в настоящее время является главным претендентом на будущие методы лечения, чтобы остановить коронавирусную инфекцию, наши результаты выявили более сотни других белков, которые также могут быть исследованы в качестве потенциальных мишеней для лекарств».
-stroke.jpg)
-will-hate.jpg)
-node.jpg)