Oamenii de știință își dau seama cum noul coronavirus se descompune în celulele umane

Oamenii de știință au dezvăluit prima imagine a modului în care noul coronavirus SARS-CoV-2 se leagă de celulele respiratorii umane pentru a le deturna pentru a produce mai mulți viruși.

Cercetătorii conduși de Qiang Zhou, un coleg de cercetare de la Universitatea Westlake din Hangzhou, China, au dezvăluit cum noul virus se atașează de un receptor de pe celulele respiratorii numit enzimă convertoare de angiotensină 2 sau ACE2.

"Au imagini până la nivelul atomilor care interacționează la interfața de legătură", a declarat la Live Science Thomas Gallagher, un medic virolog la Universitatea Loyola din Chicago, care nu a fost implicat în noua cercetare, dar studiază structura coronavirusului. A spus el că nivelul de informații este neobișnuit în acest stadiu al unui nou focar de virus.

„Focarul de virus a început să apară doar în urmă cu câteva luni, iar în acea perioadă scurtă de timp, acești autori au venit cu informații care cred că în mod tradițional durează mult mai mult”, a spus Gallagher.

Este important, a spus el, pentru că înțelegerea modului în care virusul intră în celule poate contribui la cercetarea medicamentelor sau chiar la un vaccin pentru virus.

O intrare virală

Pentru a infecta o gazdă umană, virușii trebuie să poată intra în celulele umane individuale. Ei folosesc utilajul acestor celule pentru a produce copii ale acestora, care apoi se varsă și se răspândesc în celule noi.

Pe 19 februarie, în revista Science, o echipă de cercetare condusă de oamenii de știință de la Universitatea din Texas din Austin a descris cheia moleculară minusculă pe SARS-CoV-2, care dă intrarea virusului în celulă. Această cheie se numește proteină spike sau proteină S. Săptămâna trecută, Zhou și echipa sa au descris restul puzzle-ului: structura proteinei receptorului ACE2 (care se află pe suprafețele celulelor respiratorii) și modul în care interacționează ea și proteina spike. Cercetătorii și-au publicat descoperirile în revista Science pe 4 martie.

"Dacă ne gândim la corpul uman ca la o casă și la 2019-nCoV ca la un tâlhar, atunci ACE2 ar fi butucul ușii casei. Odată ce proteina S îl apucă, virusul poate intra în casă", a spus Liang Tao, un a declarat un cercetător la Universitatea Westlake care nu a fost implicat în noul studiu.

Zhou și echipa sa au folosit un instrument numit microscopie crio-electronică, care folosește probe profund congelate și fascicule de electroni pentru a imagina cele mai mici structuri ale moleculelor biologice. Cercetătorii au descoperit că legătura moleculară dintre proteina spike SARS-CoV-2 și ACE2 arată destul de similar cu modelul de legare a coronavirusului care a provocat apariția SARS în 2003. Cu toate acestea, există anumite diferențe în aminoacizii exacti utilizați pentru leagă SARS-CoV-2 de acel receptor ACE2 în comparație cu virusul care provoacă SARS (sindrom respirator acut sever), au spus cercetătorii.

„În timp ce unii ar putea considera diferențele subtile”, a spus Gallagher, „ar putea avea semnificație în ceea ce privește puterea cu care se leagă fiecare dintre acești viruși”.

Acea „lipicioasă” ar putea afecta cât de ușor se transmite un virus de la o persoană la alta. Dacă o particulă virală dată este mai probabilă să intre într-o celulă odată ce intră în corpul uman, transmisia bolii este mai probabilă.

Există și alte coronavirusuri care circulă în mod regulat, provocând infecții respiratorii superioare, pe care majoritatea oamenilor le consideră ca răceala comună. Acei coronavirusuri nu interacționează cu receptorii ACE2, a spus Gallagher, ci, mai degrabă, ajung în organism folosind alți receptori ai celulelor umane.

Implicațiile structurii coronavirusului

Structura „cheii” SARS-CoV-2 și „blocarea” corpului ar putea oferi teoretic o țintă pentru medicamentele antivirale care ar opri noul coronavirus să intre în celule noi. Majoritatea medicamentelor antivirale deja existente pe piață se concentrează pe oprirea replicării virale în interiorul celulei, astfel încât un medicament care vizează intrarea virală ar fi un teritoriu nou, a spus Gallagher.

"Nu există niciun medicament clinic eficient care să blocheze această interacțiune despre care știu", care este deja în uz, a spus el.

Proteina virala spike este, de asemenea, o țintă promițătoare pentru vaccinuri, pentru că este partea virusului care interacționează cu mediul său și astfel ar putea fi ușor recunoscută de sistemul imunitar, a spus Gallagher.

Chiar și așa, dezvoltarea medicamentelor sau a unui vaccin va fi o sarcină dificilă. Tratamentele și vaccinurile nu numai că trebuie să se dovedească eficiente împotriva virusului, dar trebuie să fie, de asemenea, sigure pentru oameni, a spus Gallagher. Oficialii din Statele Unite pentru controlul și prevenirea bolilor au spus că cel mai devreme un vaccin contra coronavirusului ar putea fi disponibil este într-un an până la un an și jumătate.