Die zentralen Thesen
- Neue Studien identifizieren 128 molekulare Ziele, die gezielt werden könnten, um die Ausbreitung von Coronaviren auf andere Zellen zu stoppen.
- Das Transmembranprotein 41 B ist auch mit der Unterstützung der viralen Replikation des Zika-Virus verbunden.
- Die Deaktivierung dieses Proteins kann möglicherweise für antivirale Therapien nützlich sein.
Während ein COVID-19-Impfstoff als Licht am Ende der Pandemie gefeiert wird, bereitet ein Forscherteam der NYU einen Plan B vor. Die Ergebnisse zweier ihrer in der Fachzeitschrift Cell veröffentlichten Studien zeigen, dass die Hemmung bestimmter Proteine verhindern, dass sich das SARS-CoV-2-Virus repliziert und letztendlich COVID-19-Infektionen verursacht.12
COVID-19-Impfstoffe: Bleiben Sie auf dem Laufenden, welche Impfstoffe verfügbar sind, wer sie bekommen kann und wie sicher sie sind.
Wie verursacht SARS-CoV-2 eine Infektion?
Ein Virus muss seine genetische Information auf eine Wirtszelle übertragen, um sich zu vermehren. Eric J. Yager, PhD, außerordentlicher Professor für Mikrobiologie am Albany College of Pharmacy and Health Sciences und am Center for Biopharmaceutical Education and Training, sagt, dass Viren die Maschinerie fehlt, um ihre eigenen Proteine herzustellen und sich zu vermehren. Infolgedessen sind entführte Zellen für ihr Überleben notwendig.
SARS-CoV-2 verwendet ein Spike-Protein, um an den ACE2-Rezeptor zu binden, der sich auf der Oberfläche menschlicher Zellen befindet. Das Spike-Protein fungiert als Schlüssel, der sich an den ACE2-Rezeptor bindet. Dies ermöglicht den viralen Eintritt in die Zelle.3
Um sicherzustellen, dass die Entführung ein Erfolg wird, sagt Yager, dass SARS-CoV-2 die schützende Fettschicht, die die Zelle umgibt, manipuliert.
Zellmembranen bestehen aus einer Vielzahl von Lipidmolekülen, sagt Yager, der nicht an den beiden Zellstudien beteiligt war, gegenüber Health-huh.com. Dementsprechend haben Wissenschaftler herausgefunden, dass mehrere klinisch relevante Viren in der Lage sind, den Lipidstoffwechsel der Wirtszelle zu verändern, um eine günstige Umgebung für den Aufbau und die Freisetzung infektiöser Viruspartikel zu schaffen.
Einmal drin, kann das Virus die Zelle zwingen, weitere Kopien davon anzufertigen. Viren kooptieren Wirtszellmaschinen und Biosynthesewege für die Genomreplikation und die Produktion viraler Nachkommen, sagt Yager.
Um eine COVID-19-Infektion zu verhindern, müssen Forscher das Eindringen des Virus in die Zellen verhindern.
Die laufende Coronavirus-Forschung hat sich darauf konzentriert, das Spike-Protein zu blockieren.4 Tatsächlich funktionieren die von Pfizer/BioNTech und Moderna entwickelten COVID-19-mRNA-Impfstoffe, indem sie Zellen eine nicht permanente Anweisung geben, das Spike-Protein des Virus vorübergehend zu erzeugen. Das Immunsystem erkennt das Spike-Protein als fremden Eindringling und zerstört es schnell. Die Erfahrung ermöglicht es dem Immunsystem jedoch, sich an diese Anweisungen zu erinnern. Wenn also das echte Virus jemals in Ihren Körper eindringt, hat Ihr Immunsystem Abwehrkräfte vorbereitet, um es zu bekämpfen
Während das Spike-Protein ein gutes Ziel sein kann, vermuten die Forscher der Cell-Studie, dass es möglicherweise nicht das einzige ist.
Ein wichtiger erster Schritt, um einer neuen Ansteckung wie COVID-19 zu begegnen, besteht darin, die molekulare Landschaft zu kartieren, um zu sehen, welche möglichen Angriffsziele Sie haben, um sie zu bekämpfen, sagt John T. Poirier, PhD, Assistenzprofessor für Medizin an der NYU Langone Health und Co- Autor der beiden Studien in einer aktuellen Pressemitteilung. Der Vergleich eines neu entdeckten Virus mit anderen bekannten Viren kann gemeinsame Verantwortlichkeiten aufdecken, von denen wir hoffen, dass sie als Katalog potenzieller Schwachstellen für zukünftige Ausbrüche dienen.
Untersuchung anderer potenzieller Ziele
Die Forscher suchten nach den molekularen Bestandteilen menschlicher Zellen, die SARS-CoV-2 übernimmt, um sich selbst zu kopieren. Sie verwendeten CRISPR-Cas9, um ein einzelnes Gen in einer menschlichen Zelle zu inaktivieren. Insgesamt haben sie die Funktion von 19.000 Genen abgeschaltet. Danach wurden die Zellen SARS-CoV-2 und drei anderen Coronaviren ausgesetzt, von denen bekannt ist, dass sie Erkältungen verursachen.
Aufgrund einer Virusinfektion starben viele Zellen. Die lebenden Zellen konnten aufgrund des inaktivierten Gens überleben, das nach Ansicht der Autoren für die Replikation entscheidend sein muss.
Insgesamt fanden die Forscher 127 molekulare Signalwege und Proteine, die die vier Coronaviren brauchten, um sich erfolgreich zu kopieren.
Zusätzlich zu den 127 identifizierten Forschern entschieden sich die Forscher, sich auf ein Protein namens Transmembranprotein 41 B (TMEM41B) zu konzentrieren.
Ihre Entscheidung basierte auf Informationen aus einer Studie aus dem Jahr 2016, die zeigt, dass TMEM41B für die Replikation des Zika-Virus von entscheidender Bedeutung ist.5 Während die Rolle dieses Proteins darin besteht, zellulären Abfall zu beseitigen, indem er ihn in eine Fettschicht einhüllt, vermuten die Forscher, dass Coronaviren in der Lage sein könnten Verwenden Sie dieses Fett als eine Art Versteck.
Was das für Sie bedeutet
Während wir auf einen öffentlich verfügbaren Impfstoff warten, entwickeln Forscher weiterhin COVID-19-Behandlungen. Durch die gezielte Ausrichtung auf TMEM41B können Wissenschaftler möglicherweise antivirale Therapien entwickeln, die sich darauf konzentrieren, schwere Krankheiten zu verhindern, indem sie die Ausbreitung des Coronavirus auf den Rest des Körpers stoppen.
Targeting von Proteinen für die Wirkstoffentwicklung
Das Targeting von viralen Proteinen ist keine neue Strategie, sagt Yager. Es funktioniert auch bei der Behandlung von bakteriellen Infektionen.
Antibiotika wie Doxycyclin, Streptomycin und Erythromycin stören die Fähigkeit des bakteriellen 70S-Ribosoms, bakterielle Proteine zu synthetisieren, sagt Yager. Antibiotika wie Rifampicin hemmen die Synthese von bakterieller mRNA, die als Bauplan für die Synthese bakterieller Proteine verwendet wird.
Die Forscher glauben, dass TMEM41B und andere Proteine potenzielle Ziele für zukünftige Therapien sein könnten.
Zusammengenommen stellen unsere Studien den ersten Beweis für das Transmembranprotein 41 B als kritischen Faktor für die Infektion durch Flaviviren und bemerkenswerterweise auch für Coronaviren wie SARS-CoV-2 dar, sagte Poirier in einer Pressemitteilung. Während die Hemmung des Transmembranproteins 41 B derzeit ein Top-Kandidat für zukünftige Therapien zur Stoppung der Coronavirus-Infektion ist, identifizierten unsere Ergebnisse über hundert andere Proteine, die ebenfalls als potenzielle Wirkstoffziele untersucht werden könnten.
Die Informationen in diesem Artikel sind zum angegebenen Datum aktuell, was bedeutet, dass neuere Informationen verfügbar sein können, wenn Sie dies lesen. Für die neuesten Updates zu COVID-19 besuchen Sie unsere Coronavirus-Nachrichtenseite.