Gesundheit

Vorhandene Drogen können verhindern, dass SARS-CoV-2 von hijacking-Zellen

Ein internationales Forscherteam hat untersucht, wie SARS-CoV-2, das virus, das bewirkt, dass COVID-19, entführt die Proteine in seine Zielzellen. Die Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Zelle, zeigt, wie der virus verlagert die Zelle die Aktivität zu fördern, die die eigene Replikation und zu infizieren benachbarten Zellen. Die Wissenschaftler zudem wurden sieben klinisch zugelassenen Medikamente, die stören könnte, diese Mechanismen, und empfehlen, dass diese Medikamente werden sofort in klinischen Studien getestet.

Die Zusammenarbeit umfasste die Forscher des EMBL European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI), die Quantitative Biosciences Institute ‚ s Corona-Virus Research Group an der School of Pharmacy an der University of California San Francisco (UCSF), die Howard-Hughes-Medical-Institute, das Institut Pasteur und das Exzellenzcluster CIBSS der Universität Freiburg.

Viren sind nicht in der Lage zu replizieren und breitete sich auf Ihrer eigenen: Sie benötigen einen Organismus, deren host—zu tragen, replizieren und übertragen Sie Sie zur weiteren hosts. Um diesen Prozess zu erleichtern, müssen sich Viren, die Kontrolle über Ihre Wirtszelle Maschinen und manipulieren es für die Produktion neuer viraler Partikel. Manchmal, diese Entführung stört die Aktivität der host-Enzyme und andere Proteine.

Sobald ein protein produziert, Enzyme ändern kann Ihre Aktivität durch Chemische Modifikationen seiner Struktur. Zum Beispiel Phosphorylierung—die zusätzlich eine phosphorylgruppe an ein protein durch ein Typ von Enzym, die sogenannte a—kinase spielt eine zentrale Rolle in der regulation vieler Zellprozesse, einschließlich Zelle-zu-Zelle Kommunikation, Zellwachstum und Zelltod. Durch Veränderung der Phosphorylierung Muster in der host-Proteine, ein virus kann potenziell zu fördern, seine eigene übertragung auf andere Zellen und schließlich die anderen hosts.

Die Wissenschaftler verwendeten Massenspektrometrie, ein tool zum analysieren der Eigenschaften einer Probe durch Messung der Masse der Moleküle und molekulare Fragmente, zu bewerten und alle host-und virale Proteine zeigten, dass die Veränderungen in der Phosphorylierung nach SARS-CoV-2-Infektion. Sie fanden heraus, dass 12% der host-Proteine interagieren mit dem virus geändert wurden. Die Forscher auch festgestellt, die Kinasen, die am ehesten zu regulieren diese änderungen. Kinasen sind potentielle Ziele für Medikamente stoppen die Aktivität des virus und die Behandlung von COVID-19.

Das außergewöhnliche Verhalten der infizierten Zellen

„Der virus verhindert, dass menschliche Zellen, die sich aus der Division, pflegen Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt im Zellzyklus. Dies bietet den virus mit einem relativ stabilen und angemessenen Umgebung zu halten replizieren“, erklärt Pedro Beltrao, Gruppenleiter am EMBL-EBI.

SARS-CoV-2 nicht nur die Zellteilung beeinflusst, sondern auch die Zellform. Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus der Studie ist, dass infizierte Zellen weisen lange, verzweigte, arm-like extensions, oder filopodia. Diese Strukturen können helfen, das virus zu erreichen, nahe gelegene Zellen in den Körper einzubringen und die Infektion, aber weitere Studie gerechtfertigt ist.

„Die unterschiedliche Visualisierung der umfangreichen Verzweigung der filopodia wieder einmal verdeutlicht, wie das Verständnis der Biologie des virus-Wirt-Interaktion beleuchten mögliche Punkte zum Eingriff in die Krankheit“, sagt Nevan Krogan, Director of Quantitative Biosciences Institute an der UCSF und Senior Investigator am Gladstone Institute.

Alte Medikamente, neue Behandlungen

„Kinasen besitzen bestimmte strukturelle Eigenschaften, die gute targets. Drogen wurden bereits entwickelt, um den Gegner einige Kinasen, die wir identifiziert, so bitten wir klinische Forscher testen die antivirale Wirkung dieser Medikamente in Ihren Studien“, sagt Beltrao.

Bei einigen Patienten, COVID-19 verursacht eine überreaktion des Immunsystems, die zu Entzündungen führen. Eine ideale Behandlung lindern würde diese übertriebene entzündliche Symptome, während anhalten der Replikation des virus. Vorhandene Medikamente, die auf die Aktivität von Kinasen, kann die Lösung für beide Probleme.

Die Forscher Dutzende von Medikamente genehmigt von der Food and Drug Administration (FDA) oder die Laufenden klinischen Studien zu, dass die target-Kinasen von Interesse. Sieben dieser verbindungen, vor allem gegen Krebs und entzündliche Erkrankung, die verbindungen, nachgewiesen potente antivirale Aktivität in Labor-Experimenten.

„Unsere data-driven Ansatz für die Arzneimittelforschung identifiziert hat, eine neue Gruppe von Medikamenten, die ein großes Potenzial zur Bekämpfung COVID-19, die entweder alleine oder in Kombination mit anderen Drogen, und wir sind aufgeregt, um zu sehen, ob Sie helfen Ende dieser Pandemie“, sagt Krogan.