Wyjaśnienie: Jak atakuje koronawirus, krok po kroku

Nadal jest to „nowy” koronawirus, który powoduje COVID-19, ale wyłaniający się obraz dostarczył naukowcom wskazówek, jak go zaatakować. Spojrzenie na jego strukturę, sposób infekowania i zachowania, które naukowcy mają nadzieję zablokować

Powierzchnia SARS-CoV2 z podkreśloną cząsteczką białka kolczastego. (Źródło: Instytut Maxa Plancka)

Poszukując sposobu leczenia choroby COVID-19, naukowcy skupili się na określonych zachowaniach nowego koronawirusa (SARS-CoV2), który powoduje chorobę. Chociaż sam wirus jest wciąż badany, poszukiwanie leku opiera się na dotychczasowej wiedzy o sposobie, w jaki infekuje ludzi.

Jak więc koronawirus kogoś zaraża?

Zaczyna się od skoku, który nadaje koronawirusom ich nazwę. Koronawirus otoczony jest tłuszczową warstwą zewnętrzną (kopertą), a na powierzchni tej warstwy znajduje się korona (korona) kolców zbudowana z białka.

Na powierzchni ludzkich komórek znajduje się enzym zwany ACE2, który działa jako receptor, który umożliwia SARS-CoV2 rozpoczęcie ataku. Białko kolce wirusa wiąże się z receptorem, a następnie łączy się z powierzchnią komórki i uwalnia swój materiał genetyczny (RNA w przypadku SARS-CoV2) do komórki. Koronawirus wywołujący SARS, zwany SARS-CoV, wykorzystuje ten sam receptor ACE2 do inwazji na komórkę.

Po wejściu do środka wirus replikuje się, wykorzystując mechanizm molekularny komórki. Wszystkie te etapy obejmują różne interakcje między białkami wirusowymi a białkami ludzkimi. Każde opracowywane lub badane leczenie będzie dążyć do zahamowania tych czynności na jednym lub drugim etapie.

Które leczenie konkretnie próbuje zahamować jaką aktywność?

Próby Solidarności, inicjatywa Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), która obejmuje Indie, badają cztery linie leczenia przy użyciu istniejących leków. Osobno różne instytucje badawcze badają funkcjonowanie wirusa w nadziei, że wiedza ta doprowadzi do zmiany przeznaczenia istniejących leków lub opracowania nowych.

Eksperymenty Solidarności próbują dowiedzieć się, czy można zahamować aktywność wirusa:

Na etapie odbioru: Jest to cel badań z kombinacją leków przeciwmalarycznych chlorochiny i hydroksychlorochina . Część nadziei pochodzi z badania z 2005 roku opublikowanego w Virology Journal, które badało rolę chlorochiny przeciwko wirusowi SARS. Okazało się, że chlorochina zapobiegała zdolności tego wirusa do przyłączania się do receptorów ACE2. Jednakże, ponieważ chlorochina powoduje poważne skutki uboczne, obecne próby są prowadzone z połączeniem z jej mniej toksyczną pochodną hydroksychlorochiną.

Ekspresowe wyjaśnienie jest teraz dostępne w Telegramie. Kliknij tutaj, aby dołączyć do naszego kanału (@ieexplained) i bądź na bieżąco z najnowszymi

Wpływ tych dwóch leków na SARS-CoV2 jest nadal badany na całym świecie.

Na etapie wejścia do komórki: Kombinacja chlorochina-hydroksychlorochina znów wchodzi do gry. Wiele wirusów przedostaje się do komórki poprzez zakwaszenie przedziałów w błonie na powierzchni komórki, a następnie przebicie samej błony. Kiedy chlorochina i hydroksychlorochina dostaną się do przedziału, traci część swojej kwasowości; celem prób jest powstrzymanie wirusa na tym etapie.

Na etapie replikacji: Szereg prób dotyczy blokowania replikacji na kluczowym etapie, podczas którego wirus wykorzystuje enzymy do rozkładania białek, co prowadzi do powstania łańcucha nowych wirusów. Wiadomo na przykład, że lopinawir hamuje enzym wykorzystywany przez HIV do rozszczepiania białek, ale ponieważ sam lopinawir ma tendencję do rozkładania się w organizmie ludzkim, jest on stosowany w połączeniu z rytonawirem, co pozwala na jego dłuższe działanie. Jeden zestaw badań Solidarity dotyczy tej kombinacji leków przeciw HIV, a inny bada lopinawir-rytonawir w połączeniu z interferonem-beta, cząsteczką regulującą stan zapalny w organizmie.

Po wejściu do środka wirus replikuje się, wykorzystując mechanizm molekularny komórki. (Zdjęcie AP)

Próby Solidarności z lekiem remdesivir, pierwotnie stworzonym do walki z wirusem Ebola, będą miały na celu zahamowanie nowego koronawirusa poprzez celowanie w działanie kluczowego enzymu, który ułatwia jego replikację. Wcześniejsze badania wykazały, że jest skuteczny u zwierząt zakażonych koronawirusami SARS i MERS. W tym roku badanie opublikowane w Cell Research wykazało, że połączenie chlorochiny i remdesiwiru może utrudniać replikację SARS-CoV2 w hodowanych komórkach.

Na co patrzą inne badania?

Niektóre badania dotyczą struktury wirusa, podczas gdy inne badają jego zachowanie jako potencjalnego celu dla przyszłych leków. Na przykład:

Struktura: W Instytucie Maxa Plancka w Niemczech naukowcy zidentyfikowali białko kolce jako nie tylko najostrzejszą broń wirusa, ale także jego piętę achillesową. Przeciwciała mogą rozpoznać białko kolce, wiązać się z nim i oznaczać je jako cel dla komórek odpornościowych. Jednak wirus ma również płaszcz cukrowy, który ukrywa części jego białek kolczastych przed komórkami odpornościowymi.

Dlatego naukowcy analizują tarczę cukrową i próbują obliczyć, w jaki sposób białka kolców poruszają się po powierzchni wirusa i jak zmieniają swój kształt. Korzystając z superkomputerów, naukowcy mają nadzieję zidentyfikować miejsca wiązania przeciwciał i planują porównać je z właściwościami wiążącymi istniejących leków, a tym samym zidentyfikować składniki, które mogą blokować białko kolce. Oczywiście zmiana przeznaczenia leków, które już są na rynku, jest znacznie szybsza niż znajdowanie nowych składników aktywnych i testowanie ich w długotrwałych badaniach klinicznych, powiedział w oświadczeniu Gerhard Hummer, dyrektor w Instytucie Biofizyki im. Maxa Plancka.

Eksperci wyjaśniają: dlaczego umieszczanie w kokonie osób starszych i słabszych jest tak ważne

Niektóre badania dotyczą struktury wirusa, podczas gdy inne badają jego zachowanie jako potencjalnego celu dla przyszłych leków.

Zachowanie: W badaniu opublikowanym w zeszłym tygodniu w Journal of Clinical Medicine naukowcy z uniwersytetów w Bolonii i Catanzaro (Włochy) zmapowali interakcje między białkami wirusa a białkami ludzkimi. Kiedy wirus atakuje, organizm reaguje, aktywując niektóre białka i dezaktywując inne, aby temu zapobiec. Jednocześnie organizm posiada inne mechanizmy, które wykorzystuje wirus. To właśnie naukowcy zmapowali, identyfikując określone białka.

Te cenne informacje na temat wpływu nowego koronawirusa na białka komórek ludzkich mogą okazać się fundamentalne w ukierunkowaniu rozwoju terapii lekowych, ponieważ powszechne leczenie przeciwwirusowe wydaje się nieskuteczne, powiedział naczelny autor Federico M Giorgi z Uniwersytetu Bolońskiego oświadczenie.

Czy poza próbami Solidarności istnieją badania nad konkretnymi lekami?

Od czasu do czasu pojawiają się raporty. W zeszłym tygodniu w Nature międzynarodowa współpraca kierowana przez naukowców z ShanghaiTech University doniosła o sześciu możliwych kandydatach na leki, których zidentyfikowali po przetestowaniu ponad 10 000 związków. Celem projektu był główny enzym SARS-CoV2 odpowiedzialny za rozszczepianie białek, Mpro, który odgrywa kluczową rolę w pośredniczeniu w replikacji wirusa. Badacze dodawali leki bezpośrednio do enzymu lub do kultur komórkowych hodujących wirusa, oceniając, ile każdego związku jest potrzebne do zatrzymania enzymu. Poinformowali, że sześć leków okazało się skutecznych.

Oto krótki przewodnik po koronawirusie od Express Explained, aby być na bieżąco: Co może spowodować nawrót choroby u pacjenta z COVID-19 po wyzdrowieniu? | Blokada COVID-19 oczyściła powietrze, ale to może nie być dobra wiadomość. Oto dlaczego | Czy medycyna alternatywna może działać przeciwko koronawirusowi? | Przygotowano pięciominutowy test na COVID-19, Indie też mogą go otrzymać | Jak Indie budują obronę podczas blokady | Dlaczego tylko ułamek osób z koronawirusem cierpi dotkliwie | Jak pracownicy służby zdrowia chronią się przed zarażeniem? | Co jest potrzebne do założenia oddziałów izolacyjnych?

Podziel Się Z Przyjaciółmi: