Jasmin Merdan / Getty Images
Belangrijkste leerpunten
- Nieuwe studies identificeren 128 moleculaire doelwitten die kunnen worden gericht om te voorkomen dat coronavirussen zich naar andere cellen verspreiden.
- Het transmembraaneiwit 41 B is ook gekoppeld aan het helpen bij de virale replicatie van het Zika-virus.
- Het deactiveren van dit eiwit kan mogelijk nuttig zijn voor antivirale therapieën.
Terwijl een COVID-19-vaccin wordt geprezen als het licht aan het einde van de pandemie, bereidt een team van onderzoekers van NYU zich voor op een plan B. De resultaten van twee van hun onderzoeken zijn gepubliceerd in het tijdschriftCellaten zien dat het remmen van specifieke eiwitten kan voorkomen dat het SARS-CoV-2-virus repliceert en uiteindelijk COVID-19-infecties veroorzaakt.
COVID-19-vaccins: blijf op de hoogte van de beschikbare vaccins, wie ze kan krijgen en hoe veilig ze zijn.
Hoe veroorzaakt SARS-CoV-2 infectie?
Een virus moet zijn genetische informatie overbrengen naar een gastheercel om zich te kunnen vermenigvuldigen. Eric J. Yager, PhD, universitair hoofddocent microbiologie aan het Albany College of Pharmacy and Health Sciences en het Center for Biopharmaceutical Education and Training, zegt dat virussen niet over de machinerie beschikken om hun eigen eiwitten te maken en zich voort te planten. Als gevolg hiervan zijn kapende cellen nodig om te overleven.
SARS-CoV-2 gebruikt een spike-eiwit om te binden met de ACE2-receptor die op het oppervlak van menselijke cellen wordt aangetroffen. Het spike-eiwit fungeert als een sleutel die zich vastklampt aan de ACE2-receptor. Dit zorgt voor virale toegang tot de cel.
Om ervoor te zorgen dat de kaping een succes wordt, zegt Yager dat SARS-CoV-2 de beschermende vetlaag rondom de cel manipuleert.
"Celmembranen bestaan uit een verscheidenheid aan lipidemoleculen", zegt Yager, die niet betrokken was bij het paarCelstudies, vertelt Verywell. "Daarom hebben wetenschappers ontdekt dat verschillende klinisch relevante virussen het lipidenmetabolisme van de gastheercel kunnen veranderen om een omgeving te creëren die gunstig is voor de aanmaak en afgifte van infectieuze virale deeltjes."
Eenmaal binnen kan het virus de cel dwingen om er meer kopieën van te maken. "Virussen coöpteren gastheercelmachines en biosynthetische routes voor genoomreplicatie en de productie van viraal nageslacht", zegt Yager.
Om COVID-19-infectie te voorkomen, moeten onderzoekers voorkomen dat het virus de cellen binnendringt.
Lopend coronavirusonderzoek is gericht op het blokkeren van het spike-eiwit. De COVID-19-mRNA-vaccins die zijn ontwikkeld door Pfizer / BioNTech en Moderna werken door cellen een niet-permanente reeks instructies te geven om tijdelijk het spike-eiwit van het virus te maken. Het immuunsysteem herkent het spike-eiwit als een vreemde indringer en vernietigt het snel. Door de ervaring kan het immuunsysteem deze instructies echter onthouden. Dus als het echte virus ooit je lichaam binnendringt, heeft je immuunsysteem verdedigingsmechanismen voorbereid om ertegen te vechten.
Hoewel het spike-eiwit een goed doelwit kan zijn, de onderzoekers van deCelonderzoek suggereert dat het misschien niet de enige is.
"Een belangrijke eerste stap om een nieuwe besmetting als COVID-19 het hoofd te bieden, is om het moleculaire landschap in kaart te brengen om te zien welke mogelijke doelen je hebt om het te bestrijden", zegt John T. Poirier, PhD, een assistent-professor in de geneeskunde aan NYU Langone Health en co-auteur van de twee studies in een recent persbericht. "Het vergelijken van een nieuw ontdekt virus met andere bekende virussen kan gedeelde aansprakelijkheden aan het licht brengen, die we hopen te dienen als een catalogus van potentiële kwetsbaarheden voor toekomstige uitbraken."
Andere potentiële doelen onderzoeken
De onderzoekers zochten naar de moleculaire componenten van menselijke cellen die SARS-CoV-2 overneemt om zichzelf te kopiëren. Ze gebruikten CRISPR-Cas9 om een enkel gen in een menselijke cel te inactiveren. In totaal hebben ze de functie van 19.000 genen uitgeschakeld. Daarna werden de cellen blootgesteld aan SARS-CoV-2 en drie andere coronavirussen waarvan bekend is dat ze verkoudheid veroorzaken.
Door een virale infectie stierven veel cellen. De cellen die wel leefden, konden overleven vanwege het geïnactiveerde gen, dat volgens de auteurs cruciaal moet zijn voor replicatie.
In totaal vonden de onderzoekers 127 moleculaire routes en eiwitten die de vier coronavirussen nodig hadden om zichzelf succesvol te kopiëren.
Naast de 127 geïdentificeerde, besloten de onderzoekers zich te concentreren op een eiwit dat transmembraaneiwit 41 B (TMEM41B) wordt genoemd.
Hun beslissing was gebaseerd op informatie uit een studie uit 2016 die aantoonde dat TMEM41B cruciaal was voor de replicatie van het Zika-virus.Hoewel het de rol van dit eiwit is om cellulair afval op te ruimen door het in een laag vetten te wikkelen, suggereren de onderzoekers dat coronavirussen mogelijk dit vet als een soort schuilplaats kunnen gebruiken.
Wat dit voor u betekent
Terwijl we wachten op een openbaar beschikbaar vaccin, blijven onderzoekers COVID-19-behandelingen ontwikkelen. Door zich te richten op TMEM41B kunnen wetenschappers antivirale therapieën ontwikkelen die zich richten op het voorkomen van ernstige ziekten door te voorkomen dat het coronavirus zich naar de rest van het lichaam verspreidt.
Eiwitten richten voor geneesmiddelenontwikkeling
Het richten op virale eiwitten is geen nieuwe strategie, zegt Yager. Het werkt ook bij de behandeling van bacteriële infecties.
"Antibiotica zoals doxycycline, streptomycine en erytromycine interfereren met het vermogen van het bacteriële 70S-ribosoom om bacteriële eiwitten te synthetiseren", zegt Yager. "Antibiotica zoals rifampicine werken om de synthese van bacterieel mRNA te remmen, dat wordt gebruikt als een blauwdruk om bacteriële eiwitten te synthetiseren."
De onderzoekers geloven dat TMEM41B en andere eiwitten potentiële doelwitten kunnen zijn voor toekomstige therapieën.
"Samen vertegenwoordigen onze onderzoeken het eerste bewijs van transmembraaneiwit 41 B als een kritische factor voor infectie door flavivirussen en, opmerkelijk, ook voor coronavirussen, zoals SARS-CoV-2," zei Poirier in een persbericht. "Hoewel de remming van transmembraaneiwit 41 B momenteel een van de grootste kanshebbers is voor toekomstige therapieën om coronavirusinfectie te stoppen, identificeerden onze resultaten meer dan honderd andere eiwitten die ook zouden kunnen worden onderzocht als mogelijke medicijndoelen."
.jpg)
-test.jpg)
