Znaleziono substancje, które hamują SARS-CoV-2: przełomowe odkrycie badaczy z Politechniki Wrocławskiej i USA

Najpierw polskim naukowcom udało się rozpoznać strukturę jednego z enzymów koronawirusa, tego, który jest kluczowy dla procesu namnażania się patogenu. To otworzyło drogę do szukania związku, który może zatrzymać SARS-CoV-2. Dzięki współpracy z amerykańskimi badaczami udało się zidentyfikować takie substancje. Tak może wyglądać skuteczne lekarstwo na COVID-19.

Odkrycia dokonali naukowcy z Politechniki Wrocławskiej, pracujący pod kierunkiem prof. Marcina Drąga oraz ich zagraniczni współpracownicy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Nowojorskiego, oraz Uniwersytetu Medycznego Południowej Karoliny (obecnie zespół pracuje na Uniwersytecie Teksańskim w San Antonio).

Jak działają wirusowe "molekularne nożyce"

Wielką skuteczność w atakowaniu ludzi SARS-CoV-2 zawdzięcza dwóm mikroskopijnym związkom organicznym, nazywanym proteazami. Są to enzymy pełniące rolę "molekularnych nożyc", dzięki którym wirus może się replikować oraz posiadające zdolność do blokowania odpowiedzi immunologicznej zaatakowanego organizmu.

Wnikający do wnętrza ludzkiej komórki koronawirus sprytnie wykorzystuje ją do produkcji swoich białek. Następnie dąży do tego, aby się namnażać i rozprzestrzeniać do innych komórek, a wykorzystuje do tego własne enzymy, w tym proteazę nazwaną PLpro (enzym SARS-CoV-2-Pl-pro).

Proteaza to rodzaj enzymu, który ma za zadanie precyzyjne "pocięcie" łańcucha wirusowych białek na mniejsze kawałki. Następnie te fragmenty stają się zalążkiem, z którego powstaje kolejny wirus i tak dalej, aż całkowicie wyczerpią się zasoby komórki i ta obumiera. Wtedy wirus kolonizuje kolejną.

Enzym PLpro potrafi także "oszukać" układ immunologiczny

Ten enzym dokonuje podwójnego ataku na komórkę. Stymuluje uwalnianie białek niezbędnych do replikacji koronawirusa, a ponadto hamuje cząsteczki zwane cytokinami i chemokinami, które sygnalizują układowi odpornościowemu, że powinien rozpocząć walkę z infekcją

- mówi dr Shaun K. Olsen z Uniwersytetu Teksańskiego w San Antonio.

Innymi słowy, potrafi sprawić, że komórka staje się bezbronna i nie jest w stanie już przeszkodzić wirusowi w namnażaniu się. To odkrycie stało się dla polskich naukowców punktem wyjścia do szukania substancji, która byłaby w stanie zablokować enzym PLpro.

Zobacz wideo „Jesteśmy na wojnie z wirusem, a Polacy zostali wysłani na nią bez uzbrojenia”

Kluczowe pytanie brzmi, czym unieszkodliwić enzym PLpro?

Znalezienie substancji neutralizującej działanie enzymu PLpro mogłoby całkowicie zatrzymać rozprzestrzenianie się wirusa w organizmie, a tym samym wyleczyć COVID-19

- wyjaśnia prof. Drąg w komunikacie opublikowanym na stronie Politechniki Wrocławskiej.

Tego typu substancje, hamujące działanie proteaz, nazywane są inhibitorami. Polacy wytypowali zatem szereg związków potencjalnie potrafiących zatrzymać enzym PLpro, a o przebadanie ich struktury krystalicznej poprosili naukowców z USA. W końcu znaleziono takie, które skutecznie wiążą się z enzymem PLpro i tym samym uniemożliwiają mu działanie. Na tej bazie można zacząć pracować nad skutecznym lekiem.

Ponadto badania pokazały, że zarówno SARS, jak i SARS-CoV-2 mają takie same kluczowe enzymy.

- Jeżeli uda się nam stworzyć lek, to z wielkim prawdopodobieństwem, gdy będziemy mieli następnego koronawirusa tej klasy, też zadziała. Jest na to większa szansa niż w przypadku szczepionek, bo te działają na zupełnie inne białka. Białka, na które nakierowane są szczepionki, mutują, a proteazy jak widać nie - mówi prof. Marcin Drąg.

Współautorką artykułu, który opublikowało prestiżowe czasopiśmo "Science Advances", jest dr inż. Wioletta Rut z katedry Chemii Biologicznej i Bioobrazowania Politechniki Wrocławskiej.

Źródła: Science Advances, Politechnika WrocławskamedicalXpress.com