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Gibt es andere virale Proteine, die als Angriffspunkte dienen könnten, um die Ausbreitung des Coronavirus zu stoppen?

Aufgrund der COVID-19-Pandemie stehen das Coronavirus-Partikel und seine Spike-Proteine ​​seit fast zwei Jahren im Rampenlicht. Das Viruspartikel spielt eine Schlüsselrolle bei der Übertragung der Krankheit, während das Spike-Protein die Grundlage für alle derzeit verwendeten Impfstoffe bildet, um eine schützende Immunität hervorzurufen. Aber gibt es andere virale Proteine, die bei unseren Bemühungen, die Ausbreitung des Coronavirus zu stoppen, als Angriffspunkte dienen könnten?

Laut Professor Eric Snijder vom Department of Medical Microbiology des Leiden University Medical Center (LUMC) lautet die Antwort ja. Der Eintritt des Virus in die Wirtszelle – in der das Spike-Protein eine zentrale Rolle spielt – ist nur der Startpunkt des Coronavirus-Replikationszyklus. „Mindestens 25 andere virale Proteine ​​tragen zu diesem Prozess bei, und mehrere dieser Proteine ​​sind primäre Ziele für neu entwickelte Anti-Coronavirus-Medikamente, die bald verfügbar sein werden.“ In Zusammenarbeit mit Forschern der Rockefeller University (New York) und der Universität Aix-Marseille veröffentlichte die Molecular Virology Group des LUMC kürzlich a Natur und ein hinein Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) hebt die erheblichen Fortschritte hervor, die beim Verständnis der Struktur und Funktion solcher Proteine ​​erzielt wurden.

Coronavirus-Replikation
Nachdem das Coronavirus-Genom (der vollständige genetische Code eines Organismus) in die Wirtszelle eingebracht wurde, wird ein komplexer biologischer Prozess eingeleitet. Als Ergebnis werden alle viralen Proteine ​​– einschließlich derer, die für die Replikation des Virusgenoms notwendig sind – hergestellt, was letztendlich zum Zusammenbau und zur Freisetzung neuer Viruspartikel führt. Snijder erklärt: „In den ersten Stunden nach der Infektion kapert das Virus die Infrastruktur der Wirtszelle und diese ‚feindliche Übernahme‘ programmiert die Zelle neu, um eine schnell wachsende Zahl viraler Genomkopien zu erzeugen, die wiederum verwendet werden, um noch mehr virale Proteine ​​herzustellen. produzieren“.

Struktur und Funktion von Proteinen verstehen
Mindestens acht Enzyme (eine spezielle Art von Protein, die biochemische Reaktionen ausführen, die zum Kopieren des viralen Genoms erforderlich sind) müssen zusammenarbeiten, um die Produktion des Coronavirus-Genoms in der infizierten Zelle zu steuern. Zu Beginn der COVID-19-Pandemie war relativ wenig über ihre molekulare Struktur und Wechselwirkungen bekannt. „Aber dank bahnbrechender technologischer Fortschritte, zum Beispiel in der Elektronenmikroskopie, wurden in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt. Diese Methode hat es ermöglicht, die molekulare Struktur einzelner Enzyme sichtbar zu machen und zu untersuchen, wie sie zusammen einen ‚Kopierer‘ bilden.“ das von neuen Virusgenomen“, sagt Snijder. Die Forscher vom LUMC und Aix-Marseille haben nun gemeinsam die Struktur und Funktion eines dieser Enzyme näher charakterisiert.

Antivirale Medikamente auf dem Weg
Dieses Wissen ist entscheidend, um einige Besonderheiten der Biologie des Coronavirus besser zu verstehen, aber auch um das Design von niedermolekularen Medikamenten zu erleichtern, die die spezifische Funktion bestimmter Enzyme blockieren und so die Virusreplikation erleichtern können. „Solche Virushemmer werden ein wichtiges zusätzliches Instrument im Kampf gegen die COVID-19-Pandemie sein“, stellt Snijder fest. Zum Beispiel bei der Behandlung von Infektionen beim Menschen in Fällen, in denen eine Impfung nicht möglich war oder fehlschlug. „Es wird erwartet, dass sie das Risiko einer schweren Erkrankung deutlich reduzieren, vorausgesetzt, dass die Behandlung kurz nach der Infektion begonnen wird, damit die Wirkung auf die Virusreplikation maximiert werden kann. Darüber hinaus wird erwartet, dass sie eine breite Aktivität gegen alle SARS-CoV-2-Viren haben Varianten sowie gegen verwandte Coronaviren, die in Zukunft auftreten könnten.“

Mehrere Waffen gegen COVID-19
Die ersten Medikamente, die bald verfügbar sein werden (Molnupiravir und Paxlovid), zielen auf zwei verschiedene Coronavirus-Enzyme ab, Virushemmer, die andere Virusfunktionen blockieren, sollen im kommenden Jahr folgen. Laut dem Professor ist die Verwendung einer Kombination solcher Medikamente entscheidend, um Probleme im Zusammenhang mit dem (potenziellen) Auftreten arzneimittelresistenter Virusvarianten zu begrenzen. „Das wäre vergleichbar mit dem erfolgreichen Cocktail der ‚Triple Therapy‘ gegen HIV.“ Snijder betont auch, dass die Verwendung von Virushemmern die Impfung ergänzt und nicht als Ersatz angesehen werden sollte. „Einige Bevölkerungsgruppen, wie Menschen mit erblicher Immunschwäche oder solche, die Medikamente einnehmen, die das Immunsystem unterdrücken, sind möglicherweise auf diese Alternativen angewiesen, aber die Vorbeugung von Infektionen durch Impfung ist immer ein besserer Ansatz. Am wichtigsten ist, dass uns antivirale Medikamente die Möglichkeit dazu geben werden Ausbruch.“ während Impfstoffe entwickelt werden, beispielsweise gegen ein nächstes neu auftretendes Coronavirus.“

Die Zusammenarbeit zwischen dem LUMC und der Universität Aix-Marseille wurde durch das EU-finanzierte SARS-CoV-2-Forschungsprojekt (ERGEBNIS), die vom LUMC koordiniert wird.

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