Pandémia Corona - vedci objavujú východiská pre terapiu COVID-19 • diabetologie-online
Ako vírus SARS-CoV-2, pôvodca COVID-19, mení ľudské bunky, teraz pozoroval tím biochemikov a virológov z Goetheho univerzity a frankfurtskej univerzitnej nemocnice. Vedci testovali v laboratóriách na modelových experimentoch množstvo účinných látok, z ktorých niektoré spomalili alebo zastavili replikáciu vírusu. Tieto výsledky umožňujú zamerať hľadanie účinnej látky na malý počet liekov, ktoré už boli schválené.
Špeciálna forma hmotnostnej spektrometrie zviditeľňuje zmeny v hostiteľskej bunke
Od začiatku februára má lekárske virologické oddelenie vo frankfurtskej univerzitnej nemocnici model bunkovej kultúry vírusu SARS-CoV-2. Z náterov od dvoch infikovaných navrátilcov z Wuhanu sa frankfurtským vedcom pod vedením profesorky Sandry Ciesekovej podarilo kultivovať vírus v črevnej bunkovej línii (Hoehl et al. NEJM 2020). Vďaka technológii vyvinutej na Inštitúte pre biochémiu II na Goetheho univerzite vo Frankfurte mohli vedci z oboch ústavov po prvý raz spoločne ukázať, ako vírus SARS-CoV-2 mení hostiteľskú bunku. Vedci na to použili špeciálnu formu hmotnostnej spektrometrie, ktorú vyvinuli iba pred niekoľkými mesiacmi, takzvanú metódu mePROD. Môže sa použiť na stanovenie množstva a rýchlosti produkcie tisícov proteínov, ktoré sú v bunke kedykoľvek.
Inhibítory by mohli významne znížiť replikáciu vírusu
Výsledky vykresľujú obraz priebehu infekcie SARS-CoV-2: Zatiaľ čo mnoho vírusov zastavuje normálnu produkciu proteínov svojho hostiteľa v prospech vírusových proteínov, SARS-CoV-2 ovplyvňuje produkciu proteínov hostiteľských buniek iba mierne - vírusové proteíny sa zdajú byť v konkurencii Proteíny hostiteľskej bunky, ktoré sa majú produkovať. Namiesto toho sa zdá, že vírus zvyšuje mechanizmy syntézy bielkovín. Vedci tušili, že sú slabou stránkou a boli skutočne schopní výrazne znížiť replikáciu vírusu pomocou inhibítorov produkcie proteínov (inhibítory translácie).
24 hodín po infekcii vírus spôsobuje výrazné zmeny v zložení bielkovín hostiteľskej bunky: zatiaľ čo sa metabolizmus cholesterolu znižuje, zvyšujú sa aktivity v metabolizme uhľohydrátov a v produkcii RNA. Vedcom sa teda podarilo úspešne zastaviť replikáciu vírusov v kultivovaných bunkách pomocou inhibítorov proti týmto procesom. Podobne úspešné bolo aj použitie účinnej látky, ktorá inhibuje produkciu nových stavebných prvkov pre vírusový genetický materiál.
Kultúra „otvorenej vedy“ a interdisciplinárna spolupráca úspešná
Výsledky už priniesli vlny cez Atlantik: Ako je zvykom od začiatku krízy v Corone, frankfurtskí vedci ich majú okamžite na serveri predtlače a na webových stránkach Ústavu pre biochémiu II (https://www.biochem2.com/research-group/protein-quality-control # nav-coronavirus). Profesor Ivan Dikic, riaditeľ Ústavu pre biochémiu II, komentuje: „K tomuto úspechu prispela jednak kultúra„ otvorenej vedy “, v ktorej sa čo najskôr podelíme o naše vedecké výsledky, ako aj interdisciplinárna spolupráca medzi biochemikmi a virológmi. Projekt sa začal pred necelými tromi mesiacmi a už teraz odhaľuje nové terapeutické prístupy k COVID-19. “
Profesorka Sandra Ciesek, riaditeľka Inštitútu lekárskej virológie vo Fakultnej nemocnici vo Frankfurte, vysvetľuje: „V špeciálnej situácii, ako je táto, musíme tiež udať nový priekopník vo výskume. Existujúca spolupráca medzi výskumnými skupinami prof. Jindricha Cinatla a Dr. Christian Münch z virológie a biochémie umožnil rýchle zameranie výskumu na CoV-2. Doterajšie výsledky sú veľkým potvrdením tohto interdisciplinárneho prístupu. ““
Prvé štúdie sa začínajú v USA a Kanade
Aktívne zložky, ktoré zastavili replikáciu vírusu vo frankfurtskej bunkovej kultúre, zahŕňajú 2-deoxy-D-glukózu (2-DG), ktorá priamo zasahuje do metabolizmu sacharidov potrebných na replikáciu vírusu. Americká spoločnosť Moleculin Biotech má aktívnu zložku s názvom WP1122, ktorá je podobná ako proliečivo 2-DG. Na základe výsledkov frankfurtských vedcov spoločnosť Moleculin Biotech tvrdí, že túto účinnú látku už pripravuje na klinické štúdie.
Na základe ďalšej z účinných látok testovaných vo Frankfurte, ribavirínu, začína kanadská spoločnosť Bausch Health Americas s klinickými štúdiami s 50 testovanými osobami.
Potenciálne zaujímavými kandidátmi môžu byť aj ďalšie testované inhibítory
DR. Christian Münch, vedúci skupiny pre kontrolu kvality proteínov na Inštitúte pre biochémiu II a zodpovedajúci autor, hovorí: „Vďaka technológii mePROD, ktorú sme vyvinuli, sme mohli prvýkrát v laboratóriu podrobne sledovať priebeh vírusovej infekcie. Boli sme si samozrejme vedomí možného dopadu našich výsledkov, aj keď boli generované v bunkovej kultúre a vyžadujú si ďalšie testovanie. Určite je to šťastie, že naše výsledky môžu teraz viesť k ďalším štúdiám vývoja liekov in vivo. “Medzi ďalšími testovanými inhibítormi sú podľa Müncha aj ďalší potenciálne zaujímaví kandidáti, z ktorých niektorí sú dokonca schválení pre iné indikácie.
Prof. Jindrich Cinatl z Inštitútu lekárskej virológie a zodpovedajúci autor vysvetľuje: „Úspešné použitie účinných látok proti SARS-CoV-2, ktoré sú zložkami už schválených liekov, je skvelou príležitosťou na boj proti vírusu. Takéto látky sú už dobre charakterizované a vieme, ako ich môžu pacienti tolerovať. Preto sa také účinné látky v súčasnosti hľadajú na celom svete. V pretekoch s časom môže naša práca významne prispieť k smerom, v ktorých toto hľadanie sľubuje najrýchlejší úspech. ““