Исследователи определили, как вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, использует наши клеточные механизмы для репликации и распространения в организме, и, что немаловажно, нашли способ остановить это. Это открытие может привести к разработке нового класса противовирусной терапии для лечения не только SARS-CoV-2, но и других вирусов.
Генетические инструкции в наших клетках транскрибируются с ДНК на информационную РНК (мРНК), а затем транслируются в белки, которые обеспечивают такие функции, как межклеточное общение. После трансляции эти белки часто нуждаются в дополнительных модификациях, называемых посттрансляционными модификациями, чтобы обеспечить их эффективную работу. СУМОилирование — одна из таких посттрансляционных модификаций, которая напрямую регулирует репликацию вируса и врожденный иммунный ответ организма.
Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде изучили механизм посттрансляционной модификации, который происходит во время заражения SARS-CoV- 2, чтобы узнать, есть ли способ остановить его распространение.
Основным компонентом вируса SARS-CoV-2 является белок нуклеокапсида (N), который главным образом отвечает за упаковку РНК в защитное покрытие. SUMOylation направляет белок N вируса в нужное место для упаковки после заражения клеток человека. Оказавшись в нужном месте, белок начинает вставлять копии своих генов в новые инфекционные вирусные частицы, вирионы, которые распространяются и делают нас хуже.
«В неправильном месте вирус не сможет нас заразить», сказал Цюаньцин Чжан, один из соавторов исследования. «Если кто-то заразится, возможно, один из его белков станет выглядеть иначе, чем раньше. Это то, что мы ищем».
Исследователи использовали флуоресценцию, чтобы облегчить наблюдение посттрансляционных модификаций вируса SARS-CoV-2.
«Мы использовали флуоресцентное свечение, чтобы показать нам, где вирус взаимодействует с человеческими белками и создает новые вирионы – инфекционные вирусные частицы», — сказал Цзяюй Ляо, автор исследования. «Этот метод более чувствителен, чем другие методы, и дает нам более полное представление обо всех взаимодействиях между человеческими и вирусными белками».
Исследователи использовали тот же метод в предыдущем исследовании и обнаружили, что два наиболее распространенных типа вируса гриппа, грипп A и B, требуют одной и той же посттрансляционной модификации SUMOylation для репликации.
В текущем исследовании они идентифицировали три сайта SUMOylation на N-белке SARS-CoV-2. Один из сайтов, K65, имел решающее значение для ядерной транслокации белка или перемещения белков в ядро клетки, что является новой особенностью вируса SARS-CoV-2. Исследователи пришли к выводу, что распространение вируса зависит от белков SUMOylation и что блокирование доступа к белкам позволит нашей иммунной системе уничтожить его.
В настоящее время наиболее эффективным средством лечения COVID-19 является Паксловид, который подавляет репликацию вируса. Но для того, чтобы лечение было наиболее эффективным, его необходимо начать в течение трех дней после заражения.
«Если вы примете его после этого, оно не будет таким эффективным», — сказал Ляо. «Новый препарат, основанный на этом открытии, будет полезен пациентам на всех стадиях инфекции».
Исследователи говорят, что выявление сходства действия между SARS-Cov-2 и вирусом гриппа может привести к развитию нового класса противовирусных препаратов с широким применением.
«Я думаю, что и другие вирусы могут действовать таким же образом», — сказал Ляо. «В конечном итоге мы хотели бы заблокировать грипп, а также COVID и, возможно, другие вирусы, такие как RSV (респираторно-синцитиальный вирус) и Эбола. Мы делаем новые открытия, чтобы это произошло».
Исследование было опубликовано в журнале Viruses.
