Vysvetlenie: Ako koronavírus útočí, krok za krokom

Je to stále „nový“ koronavírus, ktorý spôsobuje COVID-19, no vznikajúci obraz dal vedcom návod, ako sa naň zamerať. Pohľad na jeho štruktúru, ako infikuje a na správanie, ktoré vedci dúfajú zablokovať

Povrch SARS-CoV2 so zvýraznenou molekulou spike proteínu. (Zdroj: Inštitút Maxa Plancka)

Pri hľadaní liečby ochorenia COVID-19 sa výskumníci zamerali na špecifické správanie nového koronavírusu (SARS-CoV2), ktorý spôsobuje ochorenie. Zatiaľ čo samotný vírus sa stále študuje, hľadanie liečby je založené na tom, čo je doteraz známe o spôsobe, akým infikuje ľudí.

Ako teda koronavírus niekoho infikuje?

Začína to bodcom, ktorý dáva koronavírusom meno. Koronavírus je obklopený tukovou vonkajšou vrstvou (obalom) a na povrchu tejto vrstvy je koróna (koruna) z hrotov vyrobených z bielkovín.

Na povrchu ľudských buniek je enzým nazývaný ACE2, ktorý pôsobí ako receptor, ktorý umožňuje SARS-CoV2 zaútočiť. Špičkový proteín vírusu sa viaže na receptor, potom fúzuje s povrchom bunky a uvoľňuje svoj genetický materiál (RNA v prípade SARS-CoV2) do bunky. Koronavírus, ktorý spôsobuje SARS, nazývaný SARS-CoV, používa na napadnutie bunky rovnaký receptor ACE2.

Akonáhle je vírus vo vnútri, replikuje sa pomocou bunkového molekulárneho mechanizmu. Všetky tieto štádiá zahŕňajú rôzne interakcie medzi vírusovými proteínmi a ľudskými proteínmi. Akákoľvek liečba, ktorá sa bude vyvíjať alebo skúmať, sa bude snažiť potlačiť tieto aktivity v jednej alebo druhej fáze.

Ktorá liečba sa konkrétne pokúša inhibovať ktorú aktivitu?

Solidarity trials, iniciatíva Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO), ktorá zahŕňa Indiu, skúma štyri línie liečby s použitím existujúcich liekov. Rôzne výskumné inštitúcie študujú fungovanie vírusu v nádeji, že tieto poznatky povedú k prepracovaniu existujúcich liekov alebo vývoju nových.

Experimenty Solidarity sa snažia zistiť, či je možné inhibovať aktivitu vírusu:

Vo fáze príjmu: Toto je cieľom štúdií s kombináciou liekov proti malárii chlorochínu a hydroxychlorochín . Časť nádeje pochádza zo štúdie z roku 2005 vo Virology Journal, ktorá študovala úlohu chlorochínu proti vírusu SARS. Zistilo sa, že chlorochín zabraňuje schopnosti tohto vírusu pripojiť sa k receptorom ACE2. Pretože však chlorochín spôsobuje vážne vedľajšie účinky, súčasné štúdie sa vykonávajú s kombináciou s jeho menej toxickým derivátom hydroxychlorochínom.

Express Explained je teraz na telegrame. Kliknite tu, aby ste sa pripojili k nášmu kanálu (@ieexplained) a buďte informovaní o najnovších

Účinok týchto dvoch liekov na SARS-CoV2 sa vo svete stále skúma.

Vo fáze vstupu do bunky: Do hry opäť vstupuje kombinácia chlorochín-hydroxychlorochín. Mnohé vírusy vstupujú do bunky okyslením kompartmentov v membráne na povrchu bunky a následným porušením samotnej membrány. Keď chlorochín a hydroxychlorochín vstúpia do oddelenia, stratí časť svojej kyslosti; cieľom skúšok je zabrániť vírusu v tomto štádiu.

Vo fáze replikácie: Niekoľko pokusov sa zameriava na zabránenie replikácie v kľúčovom kroku, počas ktorého vírus používa enzýmy na rozklad proteínov, čo vedie k reťazcu nových vírusov. Napríklad o lieku lopinavir je známe, že inhibuje enzým používaný vírusom HIV na štiepenie proteínov, ale keďže samotný lopinavir má tendenciu sa v ľudskom tele rozkladať, používa sa v kombinácii s ritonavirom, čo mu umožňuje trvať dlhšie. Jedna skupina štúdií Solidarity sa zameriava na túto kombináciu liekov proti HIV a ďalšia skúma lopinavir-ritonavir v kombinácii s interferónom-beta, molekulou, ktorá reguluje zápal v tele.

Akonáhle je vírus vo vnútri, replikuje sa pomocou bunkového molekulárneho mechanizmu. (AP Photo)

Štúdie Solidarity s liekom remdesivir, ktorý bol pôvodne vytvorený na boj proti vírusu Ebola, sa budú snažiť inhibovať nový koronavírus tak, že sa zamerajú na pôsobenie kľúčového enzýmu, ktorý uľahčuje jeho replikáciu. Predchádzajúce štúdie ukázali, že je účinný u zvierat infikovaných koronavírusmi SARS a MERS. Tento rok štúdia publikovaná v Cell Research uviedla, že kombinácia chlorochínu a remdesiviru môže brániť replikácii SARS-CoV2 v kultivovaných bunkách.

Na čo sa pozerajú iné štúdie?

Niektoré štúdie skúmajú štruktúru vírusu, zatiaľ čo iné skúmajú jeho správanie ako potenciálny cieľ pre budúce lieky. Napríklad:

Štruktúra: V Inštitúte Maxa Plancka v Nemecku výskumníci identifikovali spike proteín nielen ako najostrejšiu zbraň vírusu, ale aj ako jeho Achillovu pätu. Protilátky dokážu rozpoznať spike proteín, naviazať sa naň a označiť ho ako cieľ pre imunitné bunky. Vírus má však aj cukrový obal, ktorý ukrýva časti svojich hrotových proteínov pred imunitnými bunkami.

Vedci preto analyzujú cukrový štít a pokúšajú sa vypočítať, ako sa hrotové proteíny pohybujú na povrchu vírusu a ako menia svoj tvar. Vedci dúfajú, že pomocou superpočítačov identifikujú väzbové miesta pre protilátky a plánujú ich porovnať s väzbovými vlastnosťami existujúcich liekov, a tak identifikovať zložky, ktoré môžu blokovať spike proteín. Samozrejme, opätovné použitie liekov, ktoré sú už na trhu, je oveľa rýchlejšie ako hľadanie nových aktívnych zložiek a ich testovanie v zdĺhavých klinických skúškach, uviedol Gerhard Hummer, riaditeľ Biofyzikálneho inštitútu Maxa Plancka.

Odborníci vysvetľujú: Prečo je dôležité, aby ste starších a zraniteľných ľudí zakuklili

Niektoré štúdie skúmajú štruktúru vírusu, zatiaľ čo iné skúmajú jeho správanie ako potenciálny cieľ pre budúce lieky.

Správanie: V štúdii z minulého týždňa v časopise Journal of Clinical Medicine výskumníci z univerzít v Bologni a Catanzaro (Taliansko) zmapovali interakcie medzi vírusovými proteínmi a ľudskými proteínmi. Keď vírus napadne, telo zareaguje aktiváciou určitých proteínov a deaktiváciou iných, aby mu zabránili. Zároveň má telo iné mechanizmy, ktoré vírus využíva. To boli to, čo výskumníci zmapovali a identifikovali špecifické proteíny.

Tieto cenné informácie o účinkoch nového koronavírusu na proteíny ľudských buniek sa môžu ukázať ako zásadné pri presmerovaní vývoja liekovej terapie, pretože bežné antivírusové liečby sa zdajú byť neúspešné, povedal hlavný autor Federico M Giorgi z Bolonskej univerzity v r. vyhlásenie.

Existujú okrem skúšok Solidarity aj štúdie o konkrétnych liekoch?

Z času na čas sa objavujú správy. V časopise Nature minulý týždeň medzinárodná spolupráca vedená výskumníkmi z univerzity ShanghaiTech oznámila šesť možných kandidátov na lieky, ktorých identifikovali po testovaní viac ako 10 000 zlúčenín. Projekt sa zameral na hlavný enzým SARS-CoV2 na štiepenie proteínov, Mpro, ktorý hrá kľúčovú úlohu pri sprostredkovaní vírusovej replikácie. Výskumníci pridali lieky priamo do enzýmu alebo do bunkových kultúr pestujúcich vírus, pričom vyhodnotili, koľko každej zlúčeniny je potrebné na zastavenie enzýmu. Šesť liekov sa zdalo byť účinných, uviedli.

Tu je rýchly sprievodca Coronavirus od Express Explained, aby ste mali vždy aktuálne informácie: Čo môže spôsobiť recidívu pacienta s COVID-19 po uzdravení? | Uzamknutie COVID-19 vyčistilo vzduch, ale to nemusí byť dobrá správa. Tu je dôvod | Môže alternatívna medicína pôsobiť proti koronavírusu? | Päťminútový test na COVID-19 je pripravený, India ho môže dostať tiež | Ako India buduje obranu počas blokovania | Prečo len zlomok ľudí s koronavírusom trpí akútne | Ako sa zdravotnícki pracovníci chránia pred nákazou? | Čo je potrebné na zriadenie izolačných oddelení?

Zdieľajte So Svojimi Priateľmi: