Selgitatud: kuidas koroonaviirus ründab, samm-sammult

Tegemist on endiselt nn uudse koroonaviirusega, mis põhjustab COVID-19, kuid tekkiv pilt on andnud teadlastele vihjeid, kuidas seda sihtida. Pilk selle struktuurile, sellele, kuidas see nakatab, ja käitumist, mida teadlased loodavad blokeerida

SARS-CoV2 pind, millel on rõhutatud piigivalgu molekul. (Allikas: Max Plancki instituut)

COVID-19 haiguse ravi otsimisel on teadlased võtnud sihikule haigust põhjustava uudse koroonaviiruse (SARS-CoV2) spetsiifilise käitumise. Kuigi viirust ennast veel uuritakse, põhineb ravi otsimine seni teadaolevatel viisidel, kuidas see inimesi nakatab.

Niisiis, kuidas koroonaviirus kedagi nakatab?

See algab piigiga, mis annab koroonaviirustele nende nime. Koroonaviirust ümbritseb rasvane välimine kiht (ümbris) ja selle kihi pinnal on valkudest valmistatud piikide kroon (kroon).

Inimese rakkude pinnal on ensüüm nimega ACE2, mis toimib retseptorina, mis võimaldab SARS-CoV2-l rünnakut alustada. Viiruse piigivalk seondub retseptoriga, sulandub seejärel rakupinnaga ja vabastab oma geneetilise materjali (SARS-CoV2 puhul RNA) rakku. SARS-i põhjustav koroonaviirus ehk SARS-CoV kasutab rakku tungimiseks sama ACE2 retseptorit.

Sisse sattudes replitseerib viirus end raku molekulaarse mehhanismi abil. Kõik need etapid hõlmavad erinevaid interaktsioone viirusvalkude ja inimese valkude vahel. Iga väljatöötatav või uuritav ravi püüab neid tegevusi ühel või teisel etapil pärssida.

Milline ravi püüab konkreetselt millist tegevust pärssida?

Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) algatus Solidarity trials, mis hõlmab Indiat, uurib nelja olemasolevate ravimitega ravimeetodit. Eraldi uurivad erinevad teadusasutused viiruse toimimist lootuses, et teadmised viivad olemasolevate ravimite ümberkasutamiseni või uute väljatöötamiseni.

Solidaarsuse katsed püüavad välja selgitada, kas viiruse aktiivsust saab pärssida:

Vastuvõtu etapis: See on uuringute sihtmärk malaariavastaste ravimite kombinatsiooniga klorokviin ja hüdroksüklorokviin . Osa lootusest pärineb 2005. aastal ajakirjas Virology Journal avaldatud uuringust, milles uuriti klorokiini rolli SARS-viiruse vastu. Leiti, et klorokiin takistas selle viiruse võimet kinnituda ACE2 retseptoritega. Kuna klorokviin põhjustab tõsiseid kõrvaltoimeid, tehakse praeguseid katseid kombinatsiooniga selle vähem toksilise derivaadi hüdroksüklorokviiniga.

Express Explained on nüüd Telegramis. Klõpsake siin, et liituda meie kanaliga (@ieexplained) ja olge kursis viimastega

Nende kahe ravimi mõju SARS-CoV2-le uuritakse endiselt kogu maailmas.

Lahtri sisenemise etapis: Taas tuleb mängu klorokiini-hüdroksüklorokiini kombinatsioon. Paljud viirused sisenevad rakku, hapestades rakupinnal membraani sektsioone ja seejärel membraani enda lõhkudes. Kui klorokviin ja hüdroksüklorokviin satuvad sektsiooni, kaotab see osa oma happesusest; katsete eesmärk on tõkestada viirust selles etapis.

Replikatsiooni etapis: Mitmed katsed käsitlevad replikatsiooni takistamist võtmeetapil, mille käigus viirus kasutab ensüüme valkude lagundamiseks, mis viib uute viiruste ahelani. Näiteks on teada, et ravim lopinaviir pärsib ensüümi, mida HIV kasutab valkude lõhustamiseks, kuid kuna lopinaviir ise kipub inimkehas lagunema, kasutatakse seda kombinatsioonis ritonaviiriga, mis võimaldab sellel kauem kesta. Ühes Solidarity uuringutes käsitletakse seda HIV-vastaste ravimite kombinatsiooni ja teises uuritakse lopinaviiri-ritonaviiri koos interferoon-beetaga, molekuli, mis reguleerib kehas põletikku.

Sisse sattudes replitseerib viirus end raku molekulaarse mehhanismi abil. (AP foto)

Solidaarsuse katsed ravimiga remdesivir, mis loodi algselt Ebola viiruse vastu võitlemiseks, püüavad pärssida uudset koroonaviirust, suunates selle replikatsiooni hõlbustava võtmeensüümi toime. Varasemad uuringud on näidanud, et see on efektiivne SARS-i ja MERS-i koroonaviirustega nakatunud loomadel. Sel aastal avaldati Cell Researchis avaldatud uuring, et klorokiini ja remdesiviri kombinatsioon võib takistada SARS-CoV2 replikatsiooni kultiveeritud rakkudes.

Mida vaatavad teised uuringud?

Mõned uuringud uurivad viiruse struktuuri, teised aga selle käitumist kui potentsiaalset sihtmärki tulevaste ravimite jaoks. Näiteks:

Struktuur: Saksamaal Max Plancki instituudis tuvastasid teadlased, et piigivalk on mitte ainult viiruse teravaim relv, vaid ka selle Achilleuse kanna. Antikehad suudavad spike-valgu ära tunda, sellega seonduda ja märgistada selle immuunrakkude sihtmärgiks. Viirusel on aga ka suhkrukate, mis varjab immuunrakkude eest osi selle valkudest.

Seetõttu analüüsivad teadlased suhkrukilpi ja püüavad välja arvutada, kuidas teravikvalgud viiruse pinnal liiguvad ja kuidas nad oma kuju muudavad. Superarvutite abil loodavad teadlased tuvastada antikehade sidumissaite ja võrrelda neid olemasolevate ravimite seondumisomadustega ning seega tuvastada koostisained, mis võivad piigivalku blokeerida. Muidugi on juba turul olevate ravimite taaskasutamine palju kiirem kui uute toimeainete leidmine ja nende pikaajaliste kliiniliste katsetega testimine, ütles Max Plancki Biofüüsika Instituudi direktor Gerhard Hummer avalduses.

Eksperdid selgitavad: miks on eakate ja haavatavate inimeste kookonitamine ülioluline

Mõned uuringud uurivad viiruse struktuuri, teised aga selle käitumist kui potentsiaalset sihtmärki tulevaste ravimite jaoks.

Käitumine: Eelmisel nädalal ajakirjas Journal of Clinical Medicine läbi viidud uuringus kaardistasid Bologna ja Catanzaro (Itaalia) ülikoolide teadlased viiruse valkude ja inimese valkude vahelisi koostoimeid. Kui viirus ründab, reageerib keha teatud valkude aktiveerimisega ja teiste valkude deaktiveerimisega, et seda takistada. Samal ajal on kehal ka teisi mehhanisme, mida viirus ära kasutab. Need olid need, mida teadlased kaardistasid, tuvastades konkreetsed valgud.

See väärtuslik teave uue koroonaviiruse mõju kohta inimese rakkude valkudele võib osutuda põhiliseks ravimiteraapiate väljatöötamise ümbersuunamisel, kuna tavalised viirusevastased ravimeetodid näivad olevat ebaõnnestunud, ütles juhtivautor Federico M Giorgi Bologna ülikoolist. seisukoht.

Kas peale Solidaarsuse katsete on ka konkreetsete ravimite kohta uuringuid?

Aeg-ajalt ilmub teateid. Ajakirjas Nature teatas eelmisel nädalal ShanghaiTechi ülikooli teadlaste juhitud rahvusvaheline koostöö kuuest võimalikust ravimikandidaadist, mille nad tuvastasid pärast enam kui 10 000 ühendi testimist. Projekt oli suunatud SARS-CoV2 peamisele valkude lõhustamise ensüümile Mpro, mis mängib võtmerolli viiruse replikatsiooni vahendamisel. Teadlased lisasid ravimeid otse ensüümile või viirust kasvatavatele rakukultuuridele, hinnates, kui palju igast ühendist on vaja ensüümi peatamiseks. Kuus ravimit näisid olevat tõhusad, teatasid nad.

Siin on Express Explainedi kiire koroonaviiruse juhend, mis hoiab teid kursis: Mis võib põhjustada COVID-19 patsiendi taastumist? | COVID-19 sulgemine on õhu puhastanud, kuid see ei pruugi olla hea uudis. Siin on põhjus | Kas alternatiivmeditsiin võib koronaviiruse vastu töötada? | COVID-19 viieminutiline test on valmis, selle võib saada ka India | Kuidas India kaitset lukustuse ajal üles ehitab | Miks ainult murdosa koronaviiruse põdejatest kannatab ägedalt | Kuidas kaitsevad tervishoiutöötajad end nakatumise eest? | Mida on vaja isolatsioonipalatite rajamiseks?

Jagage Oma Sõpradega: