Sloučeniny bránící replikaci SARS-CoV-2

27.10.2020 |

Pandemie onemocnění COVID-19 stále nabírá na síle, s čímž se pojí i zvyšující se množství výzkumů zaměřených na její potlačení. Jednou ze slibných strategií, jíž se věnují výzkumní pracovníci společnosti Scripps Research (San Diego, USA) pod vedením Dr. Matthewa Disneyho, je vývoj sloučenin podobných lékům. Ty se váží na tzv. prvek posouvající rámec (PPR, angl. frameshifting element) koronaviru SARS-CoV-2 na lidských buňkách. Tím se zabrání replikaci viru, který tak nebude schopen tvořit své nové kopie po infikování dalších buněk.

Viry se šíří tak, že vstupují do buněk a poté využívají buněčné mechanismy na syntézu proteinů potřebných k vytváření nových infekčních kopií. Jejich genetický materiál musí být kompaktní a účinný, aby se dostal do cílových buněk.

Řetězec genetického materiálu koronaviru SARS-CoV-2 kóduje několik proteinů potřebných k vytvoření nové kopie. PPR nutí ribosomy, které umožňují tvorbu bílkovin, zastavit, sklouznout na jiný čtecí rámec a poté znovu zahájit sestavování bílkovin. Ze stejné sekvence RNA (předlohy) je tedy vytvářen jiný protein. Takový proces by měl virus a jeho šíření zastavit.

Vědci předpokládají, že vazba PPR na sloučeninu strukturně podobnou lékům by tak měla znemožnit viru jeho schopnost řídit posun čtecího rámce. Vyvinout takový lék ale není jednoduchou záležitostí zejména proto, že SARS-CoV-2 kóduje svou genetickou informaci v RNA. Vázat RNA na perorálně podávané léky je velmi obtížné, ale skupina Dr. Disneye vyvíjí a zdokonaluje nástroje, které by to umožnily.

Z databáze Dr. Disneye o chemických entitách vázajících RNA a z výsledků provedených testů vybrali výzkumníci tři nejvíce slibné sloučeniny. Testy provedené v lidských buňkách s PPR koronaviru SARS-CoV-2 pak odhalily jednoho vítěze - sloučeninu C5, která měla nejvýraznější účinek a vázala na sebe pouze cílovou RNA.

Tým ve výzkumu pokračoval a zaměřil se na základní buněčné principy. Buňky potřebují RNA, aby mohly číst DNA a vytvářet bílkoviny. Zároveň mají buňky přirozený proces, jak se zbavit RNA poté, co splnila svou funkci a dále ji nepotřebují.

Dr. Disney využil tento systém k odstranění RNA SARS-CoV-2 a nazval jej RIBOTAC, „ribonukleáza cílící na chiméru“. Sloučenina C5 tedy byla dále upravena tak, aby nesla signál pro editaci RNA. Ten způsobí, že buňka specificky zničí virovou RNA. Jinými slovy, s přidáním editoru RNA jsou sloučeniny v zásadě schopné virus samy odstraňovat.

Slibný výzkum, jehož cílem je ukázat vědecké komunitě, že genom RNA koronaviru SARS-CoV-2 může být cílem pro léčiva, tak vyvrací předpoklady, že na podobné RNA nelze zacílit. Vědci doufají, že se RNA díky podobným studiím dostane do popředí moderní medicínské vědy jako cíl specifických léčiv. Před tím, než se ze sloučeniny C5 stane lék, který se dostane do klinických studií, čeká vědce ještě mnoho práce. Mimo jiné budou pokračovat provedením experimentů s celým virem SARS-CoV-2.

Zdroje:

https://www.scripps.edu/news-and-events/press-room/2020/20200930-disney-breaking-covid19-clutch.html

http://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=18373