Jasmin Merdan / Getty Images
Viktige takeaways
- Nye studier identifiserer 128 molekylære mål som kan være målrettet for å hindre at koronavirus sprer seg til andre celler.
- Det transmembrane proteinet 41 B er også knyttet til å hjelpe viral replikasjon av Zika-viruset.
- Deaktivering av dette proteinet kan potensielt være nyttig for antivirale behandlinger.
Mens en COVID-19-vaksine blir hyllet som lyset på slutten av pandemien, forbereder et team forskere fra NYU for en plan B. Resultatene fra to av deres studier publisert i tidsskriftet.Celleviser at hemming av spesifikke proteiner kan forhindre at SARS-CoV-2-viruset replikerer og til slutt forårsaker COVID-19-infeksjoner.
COVID-19 Vaksiner: Hold deg oppdatert om hvilke vaksiner som er tilgjengelige, hvem som kan få dem og hvor trygge de er.
Hvordan forårsaker SARS-CoV-2 infeksjon?
Et virus må overføre sin genetiske informasjon til en vertscelle for å replikere seg. Eric J. Yager, PhD, lektor i mikrobiologi for Albany College of Pharmacy and Health Sciences og Center for Biopharmaceutical Education and Training, sier at virus mangler maskineri for å lage sine egne proteiner og reprodusere. Som et resultat er kapring av celler nødvendig for å overleve.
SARS-CoV-2 bruker et piggprotein til å binde seg til ACE2-reseptoren som finnes på overflaten av humane celler. Spike-proteinet fungerer som en nøkkel som henger fast på ACE2-reseptoren. Dette muliggjør viral innføring i cellen.
For å sikre at kapring er en suksess, sier Yager at SARS-CoV-2 manipulerer det beskyttende fettlaget som omgir cellen.
"Cellemembraner består av en rekke lipidmolekyler," Yager, som ikke var involvert i paretCellestudier, forteller Verywell. "Følgelig har forskere funnet at flere klinisk relevante virus er i stand til å endre vertscellens lipidmetabolisme for å skape et miljø som er gunstig for montering og frigjøring av smittsomme viruspartikler."
En gang inne kan viruset tvinge cellen til å lage flere kopier av den. "Virus koopererer maskiner for vertsceller og biosyntetiske veier for genomreplikasjon og produksjon av viralt avkom," sier Yager.
For å forhindre COVID-19-infeksjon, må forskere stoppe at viruset kommer inn i cellene.
Pågående koronavirusforskning har fokusert på å blokkere piggproteinet. Faktisk fungerer COVID-19 mRNA-vaksinene utviklet av Pfizer / BioNTech og Moderna ved å gi celler et ikke-permanent sett med instruksjoner for midlertidig å lage virusets piggprotein. Immunsystemet gjenkjenner piggproteinet som en fremmed inntrenger og ødelegger det raskt. Opplevelsen gjør imidlertid at immunforsvaret kan minne om disse instruksjonene. Så hvis det virkelige viruset noen gang kommer inn i kroppen din, har immunforsvaret forberedt forsvar for å kjempe mot det.
Mens piggproteinet kan være et godt mål, forskerne iCellestudie antyder at det kanskje ikke er den eneste.
"Et viktig første skritt i å konfrontere en ny smitte som COVID-19 er å kartlegge det molekylære landskapet for å se hvilke mulige mål du har for å bekjempe det," sier John T. Poirier, PhD, assisterende professor i medisin ved NYU Langone Health and medforfatter av de to studiene i en nylig pressemelding. "Å sammenligne et nylig oppdaget virus med andre kjente virus kan avsløre delte forpliktelser, som vi håper fungerer som en katalog over potensielle sårbarheter for fremtidige utbrudd."
Undersøke andre potensielle mål
Forskerne søkte å finne de molekylære komponentene i humane celler som SARS-CoV-2 tar over for å kopiere seg selv. De brukte CRISPR-Cas9 for å inaktivere et enkelt gen i en menneskelig celle. Totalt slo de av funksjonen til 19.000 gener. Etterpå ble cellene eksponert for SARS-CoV-2 og tre andre koronavirus kjent for å forårsake forkjølelse.
På grunn av virusinfeksjon døde mange celler. Cellene som levde, var i stand til å overleve på grunn av det inaktiverte genet, som forfatterne antyder må være avgjørende for replikasjon.
Totalt fant forskerne 127 molekylære veier og proteiner som de fire koronavirusene trengte for å kopiere seg vellykket.
I tillegg til de 127 identifiserte, bestemte forskerne seg for å fokusere på et protein kalt transmembranprotein 41 B (TMEM41B).
Beslutningen deres var basert på informasjon fra en 2016-studie som viste at TMEM41B var avgjørende for replikasjon av Zika-viruset. Selv om dette proteinets rolle er å rydde ut cellulært avfall ved å pakke det inn i et belegg med fett, antyder forskerne at koronavirus kan kunne bruke dette fettet som et slags skjulested.
Hva dette betyr for deg
Mens vi venter på en offentlig tilgjengelig vaksine, fortsetter forskere med å utvikle COVID-19-behandlinger. Ved å målrette TMEM41B kan forskere være i stand til å lage antivirale terapier som fokuserer på å forhindre alvorlig sykdom ved å stoppe koronavirus fra å spre seg til resten av kroppen.
Targeting Proteins for Drug Development
Å målrette mot virale proteiner er ikke en ny strategi, sier Yager. Det fungerer også i behandling av bakterielle infeksjoner.
"Antibiotika som doksycyklin, streptomycin og erytromycin forstyrrer evnen til det bakterielle 70S ribosomet til å syntetisere bakterieproteiner," sier Yager. "Antibiotika som rifampicin arbeider for å hemme syntesen av bakterielt mRNA, som brukes som en blåkopi for å syntetisere bakterieproteiner."
Forskerne mener at TMEM41B og andre proteiner kan være potensielle mål for fremtidige behandlinger.
"Sammen representerer våre studier det første beviset på transmembranprotein 41 B som en kritisk faktor for infeksjon av flavivirus og, bemerkelsesverdig, for coronaviruses, som SARS-CoV-2, også," sa Poirier i en pressemelding. "Selv om inhibering av transmembranprotein 41 B for tiden er en av de beste konkurrentene for fremtidige terapier for å stoppe koronavirusinfeksjon, identifiserte resultatene våre over hundre andre proteiner som også kunne undersøkes som potensielle legemiddelmål."
