Слабите места на коронавируса – кои са те?

На фона на множеството от графики и математически модели, описващи и опитващи да прогнозират динамиката на разпространението на COVID-19, които съпътстват пресконференциите на здравните власти в различни части на света, често може да се чуе напомнянето, че за болестта, причинена от новия коронавирус, няма специфично лечение.

Това означава, че терапията е насочена предимно към симптомите на заболяването, а при противовирусните препарати, които се прилагат, ефективност се търси по аналогия – предполага се, че поради някои сходства на причинителите, препарати, използвани срещу ХИВ или ебола, може да се окажат успешни, пишат от БНР.

Същевременно усилията на биохимици, молекулярни биолози и медици в лаборатории по цял свят продължават, за да се намерят „слабите места“ на новия коронавирус, тръгнал на световна обиколка в човешката популация от пазар в китайския град Ухан, на който са продавани за храна диви животни. Водеща остава хипотезата, че вирусът SARS-CoV-2 идва от популация на прилепи, преминавайки през панголините (люспениците), за да се приспособи да заразява и да се предава сред хората.

Две съобщения, свързани с намирането на отговори за механизмите, използвани от  вируса, за да навлезе в клетките, които може  да осигурят път към специфично лечение за COVID-19, привлякоха вниманието през изминаващата седмица.

Изследванията са съсредоточени върху ключовите за вируса протеинови структури, образуващи „шиповете“ на повърхността му. Чрез тях се осъществява  инвазията на паразита –те успяват да преодолеят бариерите на мембраната на човешките клетки и му позволяват да навлезе и да ги зарази, тоест да ги използва, за да се размножава.

Новосинтезиран пептид „ослепява“ коронавируса SARS-CoV-2 и му пречи да заразява

Първата добра новина идва от публикация на химиците от Масачузетския технологичен институт (MIT) в САЩ, които са успели да синтезират пептид (къс протеинов фрагмент), който може да се свърже с част от шиповия протеин на SARS-CoV-2 и така да го „обезоръжи“. За това пише списанието Sci-news.

„Имаме важно съединение, което искаме да изследваме, тъй като то взаимодейства с вирусния протеин по начина, по който сме предвидили, така че има шанс да попречи на навлизането на вируса в клетката-гостоприемник“, обяснява д-р Брад Пентелуте (Brad Pentelute) от катедрата по химия в MIT, един от авторите на изследването.

Според трупащите се напоследък данни от научни изследвания цел на  протеиновите шипове на SARS-CoV-2, които осъществяват инвазията, е рецептор, наречен ангиотензин-конвертиращ ензим 2 (ACE 2). Този рецептор се намира на повърхността на много човешки клетки, включително тези в белите дробове. Затова агресията на коронавируса е съсредоточена в дълбоките отдели на дихателната система и може да предизвиква тежки увреждания на алвеолите на белия дроб.

Специфичен регион на шиповия протеин на SARS-CoV-2, известен като рецептор-свързващ домейн (RBD), се свързва с рецептора ACE 2. Надявайки се да разработят лекарства, които могат да блокират навлизането на вируса, д-р Брад Пентелуте и колегите му успяват да разкрият точното мястото, където вирусът се свързва към рецептора - участък от протеина ACE 2, който образува структура, наречена алфа спирала.

„Молекулярната динамика ни помага да стесним конкретните региони, към които искаме да се съсредоточим, за да разработим терапевтици“, посочва д-р Дженуей Жанг (Genwei Zhang), докторант във факултета по химия в MIТ, който също е сред авторите на изследването.

След това учените използват технология за синтез на пептиди, за да генерират два пептида - единият с 23 аминокиселини със същата последователност като алфа спиралата на ACE 2 рецептора, а другият само от 12 аминокиселини, открити в алфа спиралата. Тестовете разкриват, че по-дългият пептид показва силно свързване с рецептор-свързващия домейн на шиповия протеин на SARS-CoV-2, докато по-късият показва незначително свързване. Сстабилно свързаният с RBD на вируса пептид го блокира.

Сега екипът от химици разработва около 100 различни варианта на пептиди с надеждата да увеличи тяхната сила на свързване и да направи ефекта срещу вирусната инвазия по-стабилен.

„Уверени сме, че знаем точно къде взаимодейства тази молекула и можем да използваме тази информация, за да насочим усилията си“, казва д-р Пентелуте, като отбелязва, че се надяват  да получат пептиди с по-висок афинитет и стабилност на свързването, които успешно да блокират вирусната инвазия.

Междувременно изследователите вече са изпратили оригиналния си 23-аминокиселинен пептид в изследователска лаборатория в Медицинското училище Icahn School of Medicine at Mount Sinai в Манхатън, Ню Йорк за тестване при лабораторни линии на човешки клетки и потенциално при животни.