Jasmin Merdan / Getty Images
Viktiga takeaways
- Nya studier identifierar 128 molekylära mål som kan vara riktade för att förhindra att coronavirus sprids till andra celler.
- Det transmembrana proteinet 41B är också kopplat till att hjälpa den virala replikationen av Zika-viruset.
- Att inaktivera detta protein kan vara potentiellt användbart för antivirala terapier.
Medan ett COVID-19-vaccin hyllas som ljuset i slutet av pandemin, förbereder ett forskargrupp från NYU för en plan B. Resultaten från två av deras studier publicerade i tidskriften.Cellvisar att hämning av specifika proteiner kan förhindra att SARS-CoV-2-viruset replikerar och slutligen orsakar COVID-19-infektioner.
COVID-19-vacciner: Håll dig uppdaterad om vilka vacciner som finns, vem som kan få dem och hur säkra de är.
Hur orsakar SARS-CoV-2 infektion?
Ett virus måste överföra sin genetiska information till en värdcell för att replikera. Eric J. Yager, doktor, docent i mikrobiologi för Albany College of Pharmacy and Health Sciences och Center for Biopharmaceutical Education and Training, säger att virus saknar maskiner för att göra sina egna proteiner och reproducera. Som ett resultat är kapning av celler nödvändiga för att de ska överleva.
SARS-CoV-2 använder ett spikprotein för att binda till ACE2-receptorn som finns på ytan av humana celler. Spikproteinet fungerar som en nyckel som hakar fast i ACE2-receptorn. Detta möjliggör viral inträde i cellen.
För att säkerställa att kapningen är en framgång säger Yager att SARS-CoV-2 manipulerar det skyddande fettlagret som omger cellen.
"Cellmembran består av en mängd olika lipidmolekyler," Yager, som inte var inblandad i paretCellstudier, berättar Verywell. "Följaktligen har forskare funnit att flera kliniskt relevanta virus kan förändra värdcellens lipidmetabolism för att skapa en miljö som är gynnsam för montering och frisättning av infektiösa viruspartiklar."
En gång inuti kan viruset tvinga cellen att göra fler kopior av den. "Virus samverkar värdcellsmaskiner och biosyntetiska vägar för genomreplikation och produktion av virusavkomma", säger Yager.
För att förhindra COVID-19-infektion måste forskare stoppa viruset från att komma in i cellerna.
Pågående koronavirusforskning har fokuserat på att blockera spikproteinet. Faktum är att COVID-19-mRNA-vacciner som utvecklats av Pfizer / BioNTech och Moderna fungerar genom att ge celler en icke-permanent uppsättning instruktioner för att tillfälligt skapa virusets spikprotein. Immunsystemet känner igen spikproteinet som en främmande inkräktare och förstör det snabbt. Erfarenheten tillåter dock immunsystemet att minnas dessa instruktioner. Så om det verkliga viruset någonsin kommer in i din kropp, har ditt immunsystem förberett försvar för att bekämpa det.
Medan spikproteinet kan vara ett bra mål kan forskarna iCellstudie tyder på att det kanske inte är den enda.
"Ett viktigt första steg i att konfrontera en ny smitta som COVID-19 är att kartlägga det molekylära landskapet för att se vilka möjliga mål du har för att bekämpa det", säger John T. Poirier, doktor, biträdande professor i medicin vid NYU Langone Health and medförfattare till de två studierna i ett nyligen publicerat pressmeddelande. "Att jämföra ett nyupptäckt virus med andra kända virus kan avslöja delade skulder, som vi hoppas fungera som en katalog över potentiella sårbarheter för framtida utbrott."
Undersöka andra potentiella mål
Forskarna försökte hitta de molekylära komponenterna i humana celler som SARS-CoV-2 tar över för att kopiera sig själv. De använde CRISPR-Cas9 för att inaktivera en enda gen i en mänsklig cell. Totalt stängde de av funktionen för 19 000 gener. Därefter exponerades cellerna för SARS-CoV-2 och tre andra koronavirus som var kända för att orsaka förkylning.
På grund av virusinfektion dog många celler. Cellerna som levde kunde överleva på grund av den inaktiverade genen, vilket författarna föreslår måste vara avgörande för replikering.
Totalt hittade forskarna 127 molekylära vägar och proteiner som de fyra koronavirus behövde för att kopiera sig framgångsrikt.
Förutom de 127 identifierade beslutade forskarna att fokusera på ett protein som kallas transmembranprotein 41 B (TMEM41B).
Deras beslut baserades på information från en 2016-studie som visade att TMEM41B var avgörande för replikering av Zika-viruset. Även om detta proteins roll är att rensa bort cellulärt avfall genom att förpacka det i en beläggning med fett, föreslår forskarna att koronavirus kan kunna använda detta fett som ett slags gömställe.
Vad detta betyder för dig
Medan vi väntar på ett allmänt tillgängligt vaccin fortsätter forskare att utveckla COVID-19-behandlingar. Genom att rikta sig mot TMEM41B kan forskare kunna skapa antivirala terapier som fokuserar på att förhindra allvarlig sjukdom genom att stoppa coronavirus från att spridas till resten av kroppen.
Inriktning på proteiner för läkemedelsutveckling
Inriktning på virala proteiner är ingen ny strategi, säger Yager. Det fungerar också vid behandling av bakterieinfektioner.
"Antibiotika som doxycyklin, streptomycin och erytromycin stör förmågan hos den bakteriella 70S-ribosomen att syntetisera bakterieproteiner", säger Yager. "Antibiotika som rifampicin arbetar för att hämma syntesen av bakteriellt mRNA, som används som en ritning för att syntetisera bakterieproteiner."
Forskarna tror att TMEM41B och andra proteiner kan vara potentiella mål för framtida terapier.
"Tillsammans representerar våra studier det första beviset på transmembranprotein 41 B som en kritisk faktor för infektion med flavivirus och, anmärkningsvärt, för coronavirus, såsom SARS-CoV-2, också", sa Poirier i ett pressmeddelande. "Även om hämning av transmembranprotein 41 B för närvarande är en av de bästa kandidaterna för framtida terapier för att stoppa koronavirusinfektion, identifierade våra resultat över hundra andra proteiner som också skulle kunna undersökas som potentiella läkemedelsmål."
-blood-test.jpg)
