Forklart: Hvordan koronaviruset angriper, trinn for trinn

Det er fortsatt et 'nyt' koronavirus som forårsaker COVID-19, men det nye bildet har gitt forskere ledetråder om hvordan de kan målrette mot det. En titt på strukturen, hvordan den infiserer og atferden forskerne håper å blokkere

Overflate av SARS-CoV2, med et piggproteinmolekyl fremhevet. (Kilde: Max Planck Institute)

I jakten på en behandling for COVID-19-sykdommen har forskere rettet seg mot spesifikk atferd til det nye koronaviruset (SARS-CoV2) som forårsaker sykdommen. Mens selve viruset fortsatt studeres, er jakten på en behandling basert på det man så langt vet om måten det infiserer mennesker på.

Så hvordan infiserer koronavirus noen?

Det begynner med piggen som gir koronaviruset deres navn. Et koronavirus er omgitt av et fettaktig ytre lag (konvolutt) og på overflaten av dette laget er koronaen (kronen) av pigger laget av protein.

På overflaten av menneskelige celler er et enzym kalt ACE2, som fungerer som reseptoren som gjør det mulig for SARS-CoV2 å starte sitt angrep. Virusets piggprotein binder seg til reseptoren, smelter deretter sammen med celleoverflaten og frigjør dets genetiske materiale (RNA i tilfelle SARS-CoV2) inn i cellen. Koronaviruset som forårsaker SARS, kalt SARS-CoV, bruker den samme ACE2-reseptoren for å invadere en celle.

jay z høyde og vekt

Når det først er inne, replikerer viruset seg selv ved å bruke cellens molekylære mekanisme. Alle disse stadiene involverer ulike interaksjoner mellom virusproteiner og humane proteiner. Enhver behandling som utvikles eller forskes på vil se ut til å hemme disse aktivitetene på ett eller annet stadium.

Hvilken behandling prøver spesifikt å hemme hvilken aktivitet?

Solidaritetsstudiene, et initiativ fra Verdens helseorganisasjon (WHO) som inkluderer India, undersøker fire behandlingslinjer ved bruk av eksisterende medisiner. Hver for seg studerer ulike forskningsinstitusjoner virusets funksjon i håp om at kunnskapen vil føre til gjenbruk av eksisterende legemidler eller utvikling av nye.

Solidaritetseksperimentene prøver å finne ut om virusaktivitet kan hemmes:

På mottaksstadiet: Dette er målet for forsøk med en kombinasjon av anti-malaria medisiner klorokin og hydroksyklorokin . En del av håpet kommer fra en studie fra 2005 i Virology Journal som studerte klorokins rolle mot SARS-viruset. Den fant at klorokin forhindret virusets evne til å feste seg til ACE2-reseptorene. Men fordi klorokin forårsaker alvorlige bivirkninger, blir de nåværende forsøkene utført med en kombinasjon med det mindre giftige derivatet hydroksyklorokin.

Express Explained er nå på Telegram. Klikk her for å bli med i kanalen vår (@ieexplained) og hold deg oppdatert med det siste

Effekten av disse to legemidlene på SARS-CoV2 studeres fortsatt rundt om i verden.

Ved celleinntastingsstadiet: Kombinasjonen klorokin-hydroksyklorokin kommer inn igjen. Mange virus kommer inn i en celle ved å surgjøre rom inne i membranen på celleoverflaten, og deretter bryte selve membranen. Når klorokin og hydroksyklorokin kommer inn i rommet, mister det en del av surheten; Målet med forsøkene er å hindre viruset på dette stadiet.

På replikeringsstadiet: En rekke forsøk ser på å hindre replikasjon på et nøkkeltrinn der viruset bruker enzymer til å bryte ned proteiner, noe som fører til en kjede av nye virus. Legemidlet lopinavir, for eksempel, har vært kjent for å hemme enzymet som brukes av HIV til å splitte proteiner, men fordi lopinavir i seg selv har en tendens til å brytes ned i menneskekroppen, brukes det i kombinasjon med ritonavir, som gjør at det varer lenger. Et sett med Solidarity-studier ser på denne kombinasjonen av anti-HIV-medisiner, og et annet undersøker lopinavir-ritonavir kombinert med interferon-beta, et molekyl som regulerer betennelse i kroppen.

Når det først er inne, replikerer viruset seg selv ved å bruke cellens molekylære mekanisme. (AP Photo)

Solidaritet-forsøkene med stoffet remdesivir, opprinnelig opprettet for å bekjempe ebola-viruset, vil forsøke å hemme det nye koronaviruset ved å målrette virkningen av et nøkkelenzym som letter replikasjonen. Tidligere studier har vist at det er effektivt hos dyr infisert med SARS og MERS-koronavirus. I år rapporterte en studie publisert i Cell Research at en kombinasjon av klorokin og remdesivir kan hindre replikasjon av SARS-CoV2 i dyrkede celler.

jon bones jones nettoverdi

Hva ser andre studier på?

Noen studier ser på strukturen til viruset, mens andre undersøker dets oppførsel som et potensielt mål for fremtidige medisiner. For eksempel:

Struktur: Ved Max Planck Institute i Tyskland identifiserte forskere piggproteinet som ikke bare virusets skarpeste våpen, men også dets akilleshæl. Antistoffer kan gjenkjenne piggproteinet, binde seg til det og markere det som et mål for immunceller. Imidlertid har viruset også et sukkerlag som skjuler deler av piggproteinene for immuncellene.

Derfor analyserer forskerne sukkerskjoldet, og prøver å beregne hvordan piggproteinene beveger seg på overflaten av viruset og hvordan de endrer form. Ved hjelp av superdatamaskiner håper forskerne å identifisere bindingssteder for antistoffer, og planlegger å sammenligne disse med bindingsegenskapene til eksisterende legemidler, og dermed identifisere ingredienser som kan blokkere piggproteinet. Selvfølgelig er gjenbruk av medisiner som allerede er på markedet mye raskere enn å finne nye aktive ingredienser og teste dem i lange kliniske studier, sa Gerhard Hummer, direktør ved Max Planck Institute of Biophysics, i en uttalelse.

Eksperter forklarer: Hvorfor det er avgjørende å kokongere eldre og sårbare

Noen studier ser på strukturen til viruset, mens andre undersøker dets oppførsel som et potensielt mål for fremtidige medisiner.

Oppførsel: I en studie forrige uke i Journal of Clinical Medicine kartla forskere fra universitetene i Bologna og Catanzaro (Italia) interaksjonene mellom virusproteiner og humane proteiner. Når viruset angriper, reagerer kroppen ved å aktivere visse proteiner og deaktivere andre for å hindre det. Samtidig har kroppen andre mekanismer som viruset utnytter. Dette var hva forskerne kartla, og identifiserte spesifikke proteiner.

eric andre nettoverdi

Denne verdifulle informasjonen om effektene av det nye koronaviruset på proteinene til menneskelige celler kan vise seg å være grunnleggende for å omdirigere utviklingen av medikamentelle terapier, siden vanlige antivirale behandlinger ser ut til å være mislykkede, sa hovedforfatter Federico M Giorgi ved University of Bologna i en uttalelse.

Utover Solidaritetsprøvene, finnes det studier på spesifikke legemidler?

Det dukker opp rapporter fra tid til annen. I Nature forrige uke rapporterte et internasjonalt samarbeid ledet av forskere ved ShanghaiTech University seks mulige medikamentkandidater, som de identifiserte etter å ha testet mer enn 10 000 forbindelser. Prosjektet var rettet mot SARS-CoV2s viktigste enzym for splitting av proteiner, Mpro, som spiller en nøkkelrolle i å formidle viral replikasjon. Forskere la til medisiner direkte til enzymet eller til cellekulturer som dyrker viruset, og vurderte hvor mye av hver forbindelse som kreves for å stoppe enzymet. Seks legemidler så ut til å være effektive, rapporterte de.

Her er en rask koronavirusguide fra Express Explained for å holde deg oppdatert: Hva kan føre til at en COVID-19-pasient får tilbakefall etter bedring? | Covid-19 lockdown har ryddet opp i luften, men dette er kanskje ikke gode nyheter. Her er hvorfor | Kan alternativ medisin virke mot koronaviruset? | En fem-minutters test for COVID-19 er klargjort, India kan også få den | Hvordan India bygger opp forsvar under lockdown | Hvorfor bare en brøkdel av de med koronavirus lider akutt | Hvordan beskytter helsepersonell seg mot å bli smittet? | Hva skal til for å sette opp isolasjonsavdelinger?

Del Med Vennene Dine: