San Paulo universiteto (USP) Brazilijoje mokslininkų susintetintas peptidas laboratorijoje apsaugojo žmogaus plaučių ląsteles nuo SARS-CoV-2 infekcijos ir pašalino viruso sukeltą uždegimą pelėms, jautrioms COVID-19. Peptido kūrimą įkvėpė baltymas ACE2, natūralus žmogaus ląstelės SARS-CoV-2 receptorius.
Straipsnis, kuriame aprašomas tyrimas, publikuojamas žurnale Antivirusiniai tyrimai. Kaip pažymėjo autoriai, rezultatai rodo galimą būdą sukurti antivirusinius blokatorius, kurie būtų veiksmingesni nuo ligos, nuo kurios iki šiol mirė daugiau nei 700 000 brazilų.
SARS-CoV-2 įsiveržia į ląsteles-šeimininkes, prisijungdamas prie AKF receptorių jų paviršiuje per savo smaigalio baltymą (S).
„Infekcinis procesas yra tarsi raktas, įsitaisęs spynoje“, – sakė paskutinis straipsnio autorius ir Ribeirão Preto odontologijos mokyklos (FORP-USP) Pagrindinės ir burnos biologijos katedros profesorius Geraldo Aleixo Passos. „Raktas” yra viruso smaigalio baltymas, o „užraktas” yra ląstelės ACE2 receptorius. Rakto „dantys” yra smaigalio aminorūgščių liekanos, atitinkančios ACE2 aminorūgščių modelį, „smeigtukus” viduje. „užraktas“.
Spygliuočių aminorūgštys ir ACE2 aminorūgštys sąveikauja, ir tai „atveria duris“ virusinei RNR, kuri vėliau patenka į ląstelę ir užkrečia ją. Kuo efektyviau jie sąveikauja, tuo infekcija bus virulentiškesnė. Tai paaiškina, kodėl SARS-CoV-2 B.1.1.7 variantas buvo daug labiau užkrečiamas, kaip ta pati tyrėjų grupė parodė straipsnyje, paskelbtame išankstinio spausdinimo platformoje bioRxiv 2021 metais.
Neseniai atliktame tyrime mokslininkai išanalizavo būdus, kaip blokuoti smaigalio ir ACE2 sąveiką, kad apsaugotų žmogaus ląsteles nuo infekcijos. Šiuo tikslu jie, naudodami baltymų bioinformatikos programas, susintetino peptidą, imituojantį ACE2 receptorių, ir išbandė jo aminorūgščių likučių modifikacijas, siekdami išsiaiškinti, ar pokyčiai iš tiesų užkirto kelią virusų invazijai.
Šio proceso metu jie nustatė, kad tam tikros ACE2 receptoriaus dalys yra labai svarbios sąveikai, ypač aminorūgščių liekanos F28, K31, F32, F40 ir Y41, esančios alfa spirale α1, vienoje iš šio baltymo antrinių struktūrų.
Eksperimentai in vitro su žmogaus plaučių ląstelėmis ir in vivo tyrimai, kuriuose dalyvavo virusui jautrios pelės, patvirtino, kad sintetinis peptidas ne tik kontroliavo infekciją, bet ir gydė užkrėstas peles, drastiškai sumažindamas COVID-19 sukeltą plaučių uždegimą.
„Mums pavyko „apgauti“ virusą, suteikus jam dalį laisvo ACE2 receptoriaus (sintetinio peptido), kuris sąveikavo su smaigaliu, kol jis negalėjo prisijungti prie ląstelės paviršiaus ir taip neleido jam patekti į ląstelę. Apibendrinant, mes ištyrė struktūrinį SARS-CoV-2 ACE2 receptoriaus atpažinimo pagrindą, kad sukurtų molekulinį barjerą prieš virusą”, – sakė Passosas.
Imunosupresijos gydymas
„Covid-19 buvo kontroliuojamas masine vakcinacija, kuri drastiškai sumažino susirgimų ir mirčių skaičių ir buvo geriausias būdas sustabdyti ligos plitimą. Tačiau SARS-CoV-2 vis dar cirkuliuoja, visame pasaulyje užsikrėtę tūkstančiai žmonių, ir virusas toliau mutuos, rodo, kad gali kilti daugiau protrūkių ir net kitos pandemijos, kurią sukėlė pirminė atmaina iš Uhano ir vėlesnių giminių “, – sakė Passos.
Jis pridūrė, kad produktas, kuris nepriklauso nuo imuninės sistemos, kad pasiektų savo tikslą, kaip ir šiame tyrime sukurtas peptidas, gali būti pritaikytas kiekvienam naujam variantui. Jis veikia greitai, nes veikia kaip molekulinis skydas ir gali būti veiksmingas kaip beveik momentinis viruso blokatorius pacientams, kurių imuninė sistema susilpnėjusi, ir vaikams, kurių imuninė sistema susilpnėjusi, kurių imuninis atsakas į vakcinas yra silpnas.
Daugiadalykinį daugiacentrį tyrimą atliko Brazilijos mokslininkai, susiję su Virusologijos tyrimų centru, Uždegiminių ligų tyrimų centru (CRID), Ribeirão Preto medicinos mokyklos genetikos skyriumi (FMRP-USP) ir Renato Archer. Informacinių technologijų centras (CTI), Mokslo, technologijų ir inovacijų ministerijos (MCTI) padalinys.