การศึกษาระบุจุดที่อ่อนแอในไวรัสซาร์ส - โควี -2

รูปภาพ Jasmin Merdan / Getty

ประเด็นที่สำคัญ

• การศึกษาใหม่ระบุเป้าหมายโมเลกุล 128 เป้าหมายที่สามารถกำหนดเป้าหมายเพื่อหยุดยั้งไวรัสโคโรนาไม่ให้แพร่กระจายไปยังเซลล์อื่น ๆ
• โปรตีน transmembrane 41 B ยังเชื่อมโยงกับการช่วยในการจำลองแบบไวรัสของไวรัส Zika
• การปิดใช้งานโปรตีนนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับการรักษาด้วยยาต้านไวรัส

ในขณะที่วัคซีน COVID-19 กำลังถูกยกย่องว่าเป็นแสงสว่างในการสิ้นสุดของการระบาดทีมนักวิจัยจาก NYU กำลังเตรียมแผน B ผลการศึกษาสองชิ้นที่ตีพิมพ์ในวารสารเซลล์แสดงให้เห็นว่าการยับยั้งโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงสามารถป้องกันไม่ให้ไวรัส SARS-CoV-2 จำลองแบบและทำให้เกิดการติดเชื้อ COVID-19 ได้ในที่สุด

วัคซีน COVID-19: ติดตามว่ามีวัคซีนชนิดใดบ้างใครสามารถรับวัคซีนได้บ้างและปลอดภัยเพียงใด

SARS-CoV-2 ทำให้เกิดการติดเชื้อได้อย่างไร?

ไวรัสจำเป็นต้องถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังเซลล์โฮสต์เพื่อที่จะทำซ้ำ Eric J.Yager, PhD, รองศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยาของ Albany College of Pharmacy and Health Sciences และศูนย์การศึกษาและฝึกอบรมด้านชีวเภสัชภัณฑ์กล่าวว่าไวรัสขาดเครื่องจักรในการสร้างโปรตีนและการสืบพันธุ์ของตัวเอง ส่งผลให้การจี้เซลล์มีความจำเป็นต่อการอยู่รอด

SARS-CoV-2 ใช้โปรตีนสไปค์เพื่อจับกับตัวรับ ACE2 ที่พบบนพื้นผิวของเซลล์มนุษย์ โปรตีนสไปค์ทำหน้าที่เป็นกุญแจสำคัญที่ยึดกับตัวรับ ACE2 สิ่งนี้ช่วยให้ไวรัสเข้าสู่เซลล์

เพื่อให้แน่ใจว่าการหักหลังประสบความสำเร็จ Yager กล่าวว่า SARS-CoV-2 จัดการกับชั้นไขมันป้องกันที่อยู่รอบ ๆ เซลล์

“ เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโมเลกุลของไขมันหลายชนิด” เยเกอร์ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับคู่ของเซลล์การศึกษาบอก Verywell “ ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์พบว่าไวรัสที่เกี่ยวข้องกับการแพทย์หลายชนิดสามารถเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญไขมันของเซลล์เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการประกอบและปล่อยอนุภาคไวรัสที่ติดเชื้อ”

เมื่อเข้าไปข้างในไวรัสสามารถบังคับให้เซลล์สร้างสำเนาของมันได้มากขึ้น “ ไวรัสร่วมเลือกเครื่องจักรเซลล์โฮสต์และเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพสำหรับการจำลองแบบจีโนมและการผลิตลูกหลานของไวรัส” Yager กล่าว

เพื่อป้องกันการติดเชื้อ COVID-19 นักวิจัยจำเป็นต้องหยุดไวรัสไม่ให้เข้าสู่เซลล์

การวิจัยโคโรนาไวรัสที่กำลังดำเนินอยู่ได้มุ่งเน้นไปที่การสกัดกั้นโปรตีนที่ขัดขวางอันที่จริงแล้ววัคซีน COVID-19 mRNA ที่พัฒนาโดยไฟเซอร์ / ไบโอเอ็นเทคและโมเดิร์นน่าทำงานโดยให้ชุดคำสั่งที่ไม่ตรงไปตรงมากับเซลล์เพื่อสร้างโปรตีนขัดขวางของไวรัสชั่วคราว ระบบภูมิคุ้มกันรับรู้ว่าโปรตีนสไปค์เป็นผู้รุกรานจากต่างประเทศและทำลายมันอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตามประสบการณ์ดังกล่าวช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันสามารถจดจำคำแนะนำเหล่านั้นได้ ดังนั้นหากไวรัสตัวจริงเข้าสู่ร่างกายของคุณระบบภูมิคุ้มกันของคุณได้เตรียมการป้องกันเพื่อต่อสู้กับมัน

ในขณะที่โปรตีนขัดขวางอาจเป็นเป้าหมายที่ดีนักวิจัยของเซลล์การศึกษาชี้ให้เห็นว่าอาจไม่ใช่เพียงเรื่องเดียว

“ ขั้นตอนแรกที่สำคัญในการเผชิญหน้ากับการแพร่ระบาดใหม่เช่น COVID-19 คือการทำแผนที่ภูมิโมเลกุลเพื่อดูว่าเป้าหมายที่เป็นไปได้ใดที่คุณต้องต่อสู้กับมัน” John T. Poirier, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ของ NYU Langone Health และ ผู้เขียนร่วมของการศึกษาทั้งสองในข่าวประชาสัมพันธ์ล่าสุด “ การเปรียบเทียบไวรัสที่เพิ่งค้นพบกับไวรัสอื่น ๆ ที่เป็นที่รู้จักสามารถเปิดเผยภาระหนี้สินร่วมกันซึ่งเราหวังว่าจะใช้เป็นแคตตาล็อกของช่องโหว่ที่อาจเกิดขึ้นสำหรับการระบาดในอนาคต”

การตรวจสอบเป้าหมายที่เป็นไปได้อื่น ๆ

นักวิจัยพยายามค้นหาส่วนประกอบระดับโมเลกุลของเซลล์มนุษย์ที่ SARS-CoV-2 เข้ามาเพื่อคัดลอกตัวเอง พวกเขาใช้ CRISPR-Cas9 เพื่อยับยั้งยีนเดี่ยวในเซลล์ของมนุษย์ โดยรวมแล้วพวกเขาปิดการทำงานของยีน 19,000 ยีน หลังจากนั้นเซลล์ได้สัมผัสกับ SARS-CoV-2 และโคโรนาไวรัสอีกสามตัวที่ทราบว่าเป็นสาเหตุของโรคไข้หวัด

เนื่องจากการติดเชื้อไวรัสทำให้เซลล์จำนวนมากตาย เซลล์ที่มีชีวิตอยู่สามารถดำรงอยู่ได้เนื่องจากยีนที่ถูกปิดใช้งานซึ่งผู้เขียนแนะนำว่าต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการจำลองแบบ

โดยรวมแล้วนักวิจัยพบทางเดินโมเลกุลและโปรตีน 127 ชนิดที่โคโรนาไวรัสทั้ง 4 ตัวจำเป็นในการคัดลอกตัวเองได้สำเร็จ

นอกเหนือจาก 127 ที่ระบุแล้วนักวิจัยยังตัดสินใจที่จะมุ่งเน้นไปที่โปรตีนที่เรียกว่า transmembrane protein 41 B (TMEM41B)

การตัดสินใจของพวกเขาขึ้นอยู่กับข้อมูลจากการศึกษาในปี 2559 ที่แสดงให้เห็นว่า TMEM41B มีความสำคัญต่อการจำลองแบบของไวรัส Zika ในขณะที่บทบาทของโปรตีนนี้คือการกำจัดของเสียจากเซลล์โดยการห่อด้วยไขมันที่เคลือบไว้นักวิจัยแนะนำว่า coronaviruses อาจ สามารถใช้ไขมันนี้เป็นที่ซ่อน

สิ่งนี้หมายถึงอะไรสำหรับคุณ

ในขณะที่เรารอวัคซีนที่เผยแพร่สู่สาธารณะนักวิจัยกำลังพัฒนาวิธีการรักษา COVID-19 อย่างต่อเนื่อง ด้วยการกำหนดเป้าหมายไปที่ TMEM41B นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถสร้างวิธีการรักษาด้วยยาต้านไวรัสที่มุ่งเน้นไปที่การป้องกันการเจ็บป่วยที่รุนแรงโดยการหยุดยั้งไวรัสโคโรนาไม่ให้แพร่กระจายไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย

การกำหนดเป้าหมายโปรตีนเพื่อการพัฒนายา

การกำหนดเป้าหมายโปรตีนของไวรัสไม่ใช่กลยุทธ์ใหม่ Yager กล่าว นอกจากนี้ยังใช้ในการรักษาการติดเชื้อแบคทีเรีย

“ ยาปฏิชีวนะเช่น doxycycline, streptomycin และ erythromycin ขัดขวางความสามารถของไรโบโซมของแบคทีเรีย 70S ในการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรีย” Yager กล่าว “ ยาปฏิชีวนะเช่น rifampicin ทำงานเพื่อยับยั้งการสังเคราะห์ mRNA ของแบคทีเรียซึ่งใช้เป็นพิมพ์เขียวในการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรีย”

นักวิจัยเชื่อว่า TMEM41B และโปรตีนอื่น ๆ อาจเป็นเป้าหมายสำหรับการรักษาในอนาคต

“ เมื่อรวมกันแล้วการศึกษาของเราแสดงให้เห็นถึงหลักฐานแรกของโปรตีน transmembrane 41 B ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการติดเชื้อโดย flaviviruses และที่น่าทึ่งสำหรับ coronaviruses เช่น SARS-CoV-2 ด้วย” Poirier กล่าวในการแถลงข่าว ในขณะที่การยับยั้งโปรตีน transmembrane 41 B เป็นคู่แข่งอันดับต้น ๆ สำหรับการรักษาในอนาคตเพื่อหยุดการติดเชื้อโคโรนาไวรัส แต่ผลการวิจัยของเราระบุโปรตีนอื่น ๆ อีกกว่าร้อยชนิดที่สามารถตรวจสอบได้ว่าเป็นเป้าหมายของยาด้วย”