Биотехнолозите може да имат технология за създаване на лечение от COVID-19

0
556

Когато пандемията от COVID-19 за първи път беше призната за заплахата, която всъщност представлява, изследователите от всички области на науката започнаха да търсят решения, които да помогнат за блокиране на разпространението на вируса. Докато напоследък ваксините грабнаха голяма част от публичното внимание, в научните общности все още не се изоставя идеята, че е възможно да се разработи лечение, което да предотврати най-тежките и негативни симптоми на вируса. Повечето от предложените и разгледаните до момента средства за терапия за изключително практични – те включват идентифициране на ензими, които са от съществено значение за репликацията на вируса, и тестване да лекарства, които да блокират подобни ензими от други вируси. Тези лекарства са проектирани да бъдат относително лесни за съхранение и разпространение,  като в някои случаи вече са тествани върху хора и са определени като безопасни, което привлича все по-засилен изследователски интерес към тях.

Но инструментите, които ни носят биотехнологиите, ни позволяват да правим някои далеч по-малко практически неща. В публикуван наскоро доклад се описва как те могат да бъдат използвани за инактивиране на SARS-CoV-2. Това по никакъв начин все още не е път към практическо лечение срещу вируса, но предоставя фантастичен прозорец към това, което можем да постигнем чрез манипулиране на биологията.

Цялото усилие, описано в новия доклад, е съсредоточено върху проста идея: ако учените разберат как да разрушат един от ключовите протеини на вируса, той няма да може да заразява никого. И това може да бъде много удобно, тъй като нашите клетки имат естествена система за унищожаване на протеини, които разпознават като вредоносни, и това може да бъде използвано доста ефективно.

Разработваната от биолозите система разчита на малък протеин, наречен „убиквитин“. Когато един протеин трябва да бъде предвиден за унищожаване, ензимите, неречени убиквитинови лигази, химически свързват верига от убиквитини с него. Те служат като етикет, маркер, който се разпознава от ензимите, които усвояват всички протеини с прикрепен към тях убиквитин.

Идеята, която стои зад новата работа, е да се идентифицира ключов вирусен протеин и да се разбере как да се прикачи убиквитин към него. След това клетката ще се грижи за останалото, смилайки вирусния протеин и по този начин блокира производството на всякакви вируси в тази клетка. В този случай изследователите са решили да се насочат към протеина, който се намира на повърхността на коронавирусите и им позволява да се прикрепят към нови клетки и да ги заразят.

За съжаление, няма протеини, които да прикачват убиквитин към шиповидния протеин на коронавирусните клетки. Или по-скоро досега нямаше известни протеини, които да отговарят на това описание.

Биоинженерство

Методът, който екипа използва, започва от факта, че ние вече знаем какъв е механизма, който помага на вирусите да се закачват за човешките клетки и да ги атакуват: това е шиповидния протеин. Той се нарича ангиотензин-конвертиращ ензим 2 или АСЕ2, но ние ще го наречем зеления протеин, защото това е цветът, който е използван в тази диаграма. Идеята беше да се намери част от този протеин, който се залепи на шип (известен още като червения протеин) и да се свърже с протеин, добавящ убиквитин (син). Изглежда достатъчно просто.

Но има едно усложнение: зеленият протеин също се придържа към други протеини, открити в здрави, незаразени клетки. Така че, ако не сте внимателни, изследвания вирус-унищожаващ ензим също така ще унищожи протеините, които са от съществено значение за здравето на незаразените клетки.

За да разрешат този проблем, изследователите са изтеглили данните, които показват подробности на атомното ниво на структурата на червените и зелените протеини, както и как тези протеини си взаимодействат. Тогава изследователите прехвърлят тези данни в софтуерен пакет, който намира най-предпочитаните взаимодействия между протеините. Те са поискали от програмата на практика да фрагментира зеления протеин и да намери по-малки парченца, които отговарят на две условия: парчетата са залепени за червения протеин на вируса, но не и за този, открит на повърхността на здрави човешки клетки.

С идентифициран специфичен зелен протеин, изследователите го сливат с нещо, което се придържа към синия протеин, което ще свърже убиквитина с червения протеин. Този хибрид би действал като мост, свързвайки вирусния червен протеин със син, който би могъл да се използва за прикрепяне на убиквитин към него.

Това работи, но не особено добре. Авторите на изследването свързват шипа (червения) с флуоресцентен протеин и установяват, че произвеждането на техния хибриден протеин намалява флуоресценцията с около 30 процента. По-добре от нищо – но не и чудесно.

Оптимизация

И така, как тази техника може да бъде подобрена? Изследователите са използвали софтуерния пакет, за да правят мутации на всяко едно място в зеления протеинов фрагмент и са проверявали какво прави всеки от тях за развитието на вируса в човешките клетки. Всичко, което им се е сторило достатъчно обещаващо, е било проектирано и използвано в действителния протеин.

Изводът на учените, е че тяхната работа все още е далеч от откриването на лечение за COVID-19, особено като се има предвид, че научните усилия масово сега са насочени към създаването на ваксини, като през последните седмици видяхме няколко доста обещаващи. Но дори и този метод да не бъде използван за лечение на коронавируса, той може да се използва в бъдеще за употреба при лечение на заболявания, причинени от бактерии, щамове или дори за други по-малко спешни медицински нужди. Така че, макар детайлите на тази работа да не са особено важни, трябва да се има предвид фактът, че учените са разработили цялата тази нова методология.

1.8 5 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
0 Коментара
Отзиви
Всички коментари