Vysvětleno: Jak koronavirus útočí, krok za krokem

Je to stále „nový“ koronavirus, který způsobuje COVID-19, ale objevující se obrázek poskytl vědcům vodítka, jak se na něj zaměřit. Pohled na jeho strukturu, způsob, jakým infikuje, a chování, které vědci chtějí zablokovat

Povrch SARS-CoV2 se zdůrazněnou molekulou spike proteinu. (Zdroj: Max Planck Institute)

Při hledání léčby onemocnění COVID-19 se výzkumníci zaměřovali na specifické chování nového koronaviru (SARS-CoV2), který toto onemocnění způsobuje. Zatímco samotný virus je stále studován, hledání léčby je založeno na tom, co je dosud známo o způsobu, jakým infikuje lidi.

Jak tedy koronavirus někoho nakazí?

Začíná to bodcem, který dává koronavirům jejich jméno. Koronavirus je obklopen tukovou vnější vrstvou (obalem) a na povrchu této vrstvy je korona (koruna) z proteinů.

Na povrchu lidských buněk je enzym zvaný ACE2, který funguje jako receptor umožňující SARS-CoV2 zahájit jeho útok. Špičkový protein viru se naváže na receptor, poté se spojí s buněčným povrchem a uvolní svůj genetický materiál (RNA v případě SARS-CoV2) do buňky. Koronavirus, který způsobuje SARS, nazývaný SARS-CoV, používá k napadení buňky stejný receptor ACE2.

Jakmile je virus uvnitř, replikuje se pomocí buněčného molekulárního mechanismu. Všechny tyto fáze zahrnují různé interakce mezi virovými proteiny a lidskými proteiny. Jakákoli vyvíjená nebo zkoumaná léčba se bude snažit tyto aktivity v jedné či druhé fázi potlačit.

Která léčba se konkrétně snaží inhibovat kterou aktivitu?

Solidarity trials, iniciativa Světové zdravotnické organizace (WHO), která zahrnuje Indii, zkoumají čtyři linie léčby pomocí stávajících léků. Samostatně různé výzkumné instituce studují fungování viru v naději, že poznatky povedou k přepracování stávajících léků nebo vývoji nových.

Experimenty Solidarity se snaží zjistit, zda lze potlačit aktivitu viru:

Ve fázi příjmu: To je cílem studií s kombinací léků proti malárii chlorochinem a hydroxychlorochin . Část naděje pochází ze studie z roku 2005 ve Virology Journal, která studovala roli chlorochinu proti viru SARS. Zjistilo se, že chlorochin brání schopnosti viru připojit se k receptorům ACE2. Protože však chlorochin způsobuje závažné vedlejší účinky, probíhají současné studie s kombinací s jeho méně toxickým derivátem hydroxychlorochinem.

Express Explained je nyní na telegramu. Klikněte zde, abyste se připojili k našemu kanálu (@ieexplained) a zůstaňte informováni o nejnovějších

Vliv těchto dvou léků na SARS-CoV2 je stále studován po celém světě.

Ve fázi vstupu do buňky: Do hry opět vstupuje kombinace chlorochin-hydroxychlorochin. Mnoho virů vstupuje do buňky okyselením kompartmentů v membráně na buněčném povrchu a poté poruší samotnou membránu. Když chlorochin a hydroxychlorochin vstoupí do kompartmentu, ztratí část své kyselosti; cílem testů je zabránit viru v této fázi.

Ve fázi replikace: Řada pokusů se zaměřuje na zabránění replikaci v klíčovém kroku, během kterého virus používá enzymy k rozkladu proteinů, což vede k řetězci nových virů. Je například známo, že lék lopinavir inhibuje enzym používaný virem HIV ke štěpení proteinů, ale protože samotný lopinavir má tendenci se v lidském těle rozkládat, používá se v kombinaci s ritonavirem, což mu umožňuje trvat déle. Jedna sada studií Solidarity se zabývá touto kombinací léků proti HIV a další zkoumá lopinavir-ritonavir v kombinaci s interferonem-beta, molekulou, která reguluje zánět v těle.

Jakmile je virus uvnitř, replikuje se pomocí buněčného molekulárního mechanismu. (fotografie AP)

Zkoušky Solidarity s lékem remdesivir, původně vytvořeným pro boj s virem Ebola, se budou snažit inhibovat nový koronavirus tím, že se zaměří na působení klíčového enzymu, který usnadňuje jeho replikaci. Předchozí studie ukázaly, že je účinný u zvířat infikovaných koronaviry SARS a MERS. Letos studie publikovaná v Cell Research uvedla, že kombinace chlorochinu a remdesiviru může bránit replikaci SARS-CoV2 v kultivovaných buňkách.

Na co se zaměřují další studie?

Některé studie zkoumají strukturu viru, zatímco jiné zkoumají jeho chování jako potenciální cíl budoucích léků. Například:

Struktura: V Institutu Maxe Plancka v Německu vědci identifikovali spike protein nejen jako nejostřejší zbraň viru, ale také jako jeho Achillovu patu. Protilátky dokážou rozpoznat spike protein, navázat se na něj a označit jej jako cíl pro imunitní buňky. Virus má však také cukrový obal, který skrývá části svých vrcholových proteinů před imunitními buňkami.

Vědci proto analyzují cukrový štít a snaží se vypočítat, jak se spike proteiny pohybují na povrchu viru a jak mění svůj tvar. Vědci doufají, že pomocí superpočítačů identifikují vazebná místa pro protilátky a plánují je porovnat s vazebnými vlastnostmi existujících léků, a tak identifikovat složky, které mohou blokovat spike protein. Přeměna léků, které jsou již na trhu, je samozřejmě mnohem rychlejší než hledání nových účinných látek a jejich testování v zdlouhavých klinických studiích, uvedl Gerhard Hummer, ředitel Biofyzikálního institutu Maxe Plancka.

Experti vysvětlují: Proč je důležité starat se o starší a zranitelné osoby

Některé studie zkoumají strukturu viru, zatímco jiné zkoumají jeho chování jako potenciální cíl budoucích léků.

Chování: Ve studii z minulého týdne v Journal of Clinical Medicine výzkumníci z univerzit v Bologni a Catanzaro (Itálie) zmapovali interakce mezi virovými proteiny a lidskými proteiny. Když virus zaútočí, tělo reaguje aktivací určitých proteinů a deaktivací jiných, aby mu bránilo. Tělo má přitom další mechanismy, které virus využívá. To bylo to, co vědci zmapovali a identifikovali specifické proteiny.

Tyto cenné informace o účincích nového koronaviru na proteiny lidských buněk se mohou ukázat jako zásadní pro přesměrování vývoje lékových terapií, protože běžná antivirová léčba se zdá být neúspěšná, uvedl hlavní autor Federico M Giorgi z Boloňské univerzity v. prohlášení.

Existují kromě zkoušek Solidarity studie o konkrétních drogách?

Čas od času se objevují zprávy. V časopise Nature minulý týden mezinárodní spolupráce vedená výzkumníky z ShanghaiTech University oznámila šest možných kandidátů na drogy, které identifikovali po testování více než 10 000 sloučenin. Projekt se zaměřil na hlavní enzym SARS-CoV2 pro štěpení proteinů, Mpro, který hraje klíčovou roli při zprostředkování virové replikace. Výzkumníci přidali léky přímo do enzymu nebo do buněčných kultur pěstujících virus a vyhodnotili, kolik každé sloučeniny je potřeba k zastavení enzymu. Šest léků se zdálo být účinných, uvedli.

Zde je rychlý průvodce koronavirem od Express Explained, abyste byli informováni: Co může způsobit, že pacient COVID-19 po uzdravení recidivuje? | Uzamčení COVID-19 vyčistilo vzduch, ale to nemusí být dobrá zpráva. Zde je důvod | Může alternativní medicína působit proti koronaviru? | Pětiminutový test na COVID-19 je připraven, Indie ho možná dostane také | Jak Indie buduje obranu během blokování | Proč akutně trpí jen zlomek lidí s koronavirem | Jak se zdravotníci chrání před nákazou? | Co je potřeba k vytvoření izolačních oddělení?

Sdílej Se Svými Přáteli: