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Punti chiave
- Nuovi studi identificano 128 bersagli molecolari che potrebbero essere mirati per impedire ai coronavirus di diffondersi ad altre cellule.
- La proteina transmembrana 41 B è anche collegata al supporto della replicazione virale del virus Zika.
- La disattivazione di questa proteina può essere potenzialmente utile per le terapie antivirali.
Mentre un vaccino COVID-19 viene salutato come la luce alla fine della pandemia, un team di ricercatori della New York University si sta preparando per un piano B. I risultati di due dei loro studi pubblicati sulla rivistaCellulamostrano che l'inibizione di proteine specifiche può impedire al virus SARS-CoV-2 di replicarsi e alla fine causare infezioni da COVID-19.
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In che modo SARS-CoV-2 causa l'infezione?
Un virus ha bisogno di trasferire le sue informazioni genetiche a una cellula ospite per replicarsi. Eric J. Yager, PhD, professore associato di microbiologia per l'Albany College of Pharmacy and Health Sciences e il Center for Biopharmaceutical Education and Training, afferma che i virus non hanno i macchinari per produrre le proprie proteine e riprodursi. Di conseguenza, il dirottamento delle cellule è necessario per la loro sopravvivenza.
SARS-CoV-2 utilizza una proteina spike per legarsi al recettore ACE2 che si trova sulla superficie delle cellule umane. La proteina spike agisce come una chiave che si attacca al recettore ACE2. Ciò consente l'ingresso virale nella cellula.
Per garantire che il dirottamento abbia successo, Yager afferma che SARS-CoV-2 manipola lo strato protettivo di grasso che circonda la cellula.
"Le membrane cellulari sono costituite da una varietà di molecole lipidiche", Yager, che non era coinvolto nella coppia diCellulastudi, dice Verywell. "Di conseguenza, gli scienziati hanno scoperto che diversi virus clinicamente rilevanti sono in grado di alterare il metabolismo dei lipidi delle cellule ospiti al fine di creare un ambiente favorevole per l'assemblaggio e il rilascio di particelle virali infettive".
Una volta dentro, il virus può costringere la cellula a farne più copie. "I virus cooptano il macchinario della cellula ospite e le vie biosintetiche per la replicazione del genoma e la produzione di progenie virale", dice Yager.
Per prevenire l'infezione da COVID-19, i ricercatori devono impedire al virus di entrare nelle cellule.
La ricerca in corso sul coronavirus si è concentrata sul blocco della proteina spike. Infatti, i vaccini mRNA COVID-19 sviluppati da Pfizer / BioNTech e Moderna lavorano fornendo alle cellule una serie di istruzioni non permanenti per creare temporaneamente la proteina spike del virus. Il sistema immunitario riconosce la proteina spike come un invasore straniero e la distrugge rapidamente. Tuttavia, l'esperienza consente al sistema immunitario di creare un ricordo di quelle istruzioni. Quindi, se il vero virus dovesse mai entrare nel tuo corpo, il tuo sistema immunitario ha preparato delle difese per combatterlo.
Sebbene la proteina spike possa essere un buon bersaglio, i ricercatori delCellulalo studio suggerisce che potrebbe non essere l'unico.
"Un primo passo importante nell'affrontare un nuovo contagio come COVID-19 è mappare il panorama molecolare per vedere quali possibili bersagli hai per combatterlo", afferma John T. Poirier, PhD, assistente professore di medicina presso la NYU Langone Health e coautore dei due studi in un recente comunicato stampa. "Il confronto tra un virus scoperto di recente e altri virus noti può rivelare responsabilità condivise, che speriamo fungano da catalogo di potenziali vulnerabilità per future epidemie".
Indagare su altri potenziali obiettivi
I ricercatori hanno cercato di trovare i componenti molecolari delle cellule umane che SARS-CoV-2 assume per copiare se stesso. Hanno usato CRISPR-Cas9 per inattivare un singolo gene in una cellula umana. In totale, hanno disattivato la funzione di 19.000 geni. Successivamente, le cellule sono state esposte a SARS-CoV-2 e altri tre coronavirus noti per causare il comune raffreddore.
A causa dell'infezione virale, molte cellule sono morte. Le cellule che vivevano erano in grado di sopravvivere a causa del gene inattivato, che gli autori suggeriscono deve essere cruciale per la replicazione.
In totale, i ricercatori hanno trovato 127 percorsi molecolari e proteine di cui i quattro coronavirus avevano bisogno per copiare se stessi con successo.
Oltre alle 127 identificate, i ricercatori hanno deciso di concentrarsi su una proteina chiamata proteina transmembrana 41 B (TMEM41B).
La loro decisione si basava sulle informazioni di uno studio del 2016 che mostrava che TMEM41B era cruciale per la replicazione del virus Zika. Sebbene il ruolo di questa proteina sia quello di eliminare i rifiuti cellulari avvolgendoli in un rivestimento di grassi, i ricercatori suggeriscono che i coronavirus potrebbero essere in grado di utilizzare questo grasso come una sorta di nascondiglio.
Che cosa significa per te
Mentre aspettiamo un vaccino disponibile pubblicamente, i ricercatori continuano a sviluppare trattamenti COVID-19. Prendendo di mira TMEM41B, gli scienziati potrebbero essere in grado di creare terapie antivirali che si concentrano sulla prevenzione di malattie gravi impedendo al coronavirus di diffondersi al resto del corpo.
Targeting delle proteine per lo sviluppo di farmaci
Il targeting delle proteine virali non è una nuova strategia, afferma Yager. Funziona anche nel trattamento delle infezioni batteriche.
"Gli antibiotici come la doxiciclina, la streptomicina e l'eritromicina interferiscono con la capacità del ribosoma batterico degli anni '70 di sintetizzare le proteine batteriche", afferma Yager. "Gli antibiotici come la rifampicina lavorano per inibire la sintesi dell'mRNA batterico, che viene utilizzato come modello per sintetizzare le proteine batteriche".
I ricercatori ritengono che TMEM41B e altre proteine potrebbero essere potenziali bersagli per future terapie.
"Insieme, i nostri studi rappresentano la prima prova della proteina transmembrana 41 B come fattore critico per l'infezione da flavivirus e, notevolmente, anche per i coronavirus, come SARS-CoV-2," ha detto Poirier in un comunicato stampa. "Mentre l'inibizione della proteina transmembrana 41 B è attualmente uno dei principali contendenti per future terapie per fermare l'infezione da coronavirus, i nostri risultati hanno identificato oltre un centinaio di altre proteine che potrebbero anche essere studiate come potenziali bersagli farmacologici".
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