Aktualności
Badania
30 Listopada
Źródło: www.pixabay.com
Opublikowano: 2020-11-30

Naukowcy chcą lepiej podglądać aktywność koronawirusa SARS-CoV-2

Polscy naukowcy opracowują sondy fluorescencyjne do śledzenia w żywych komórkach dwóch enzymów koronawirusa SARS-CoV-2, kluczowych dla powielania jego cząstek i infekowania kolejnych komórek. Rozwiązania te pozwolą na szybsze i skuteczniejsze testowanie m.in. nowych leków przeciwwirusowych, których działanie polega na hamowaniu tych enzymów.

Pandemiczny koronawirus SARS-CoV-2 składa się z 29 różnych białek. Wśród nich są dwa wyspecjalizowane białka, które odpowiadają m.in. za replikację wirusa, czyli powielanie jego cząsteczek i infekowanie kolejnych komórek w organizmie zakażonej osoby. Białka te, inaczej nazywane enzymami proteolitycznymi, noszą nazwy: SARS-CoV-2-Mpro i SARS-CoV-2-PLpro. Ta druga proteaza dodatkowo wpływa na działanie układu odpornościowego człowieka i blokuje mechanizm obrony organizmu przed koronawirusem. Zespołowi prof. Marcina Drąga z Katedry Chemii Biologicznej i Bioobrazowania Politechniki Wrocławskiej udało się – jako pierwszemu na świecie – w błyskawicznym tempie rozpracować oba te enzymy. Dzięki temu dokładnie wiadomo, jaką mają budowę oraz z jakimi związkami i w jakim miejscu każdy z nich się łączy. To z kolei umożliwia znalezienie związków, selektywnie blokujących aktywność tych enzymów, a zatem zatrzymujących namnażanie się wirusa.

Takie związki mogą stać się lekami zwalczającymi wirusa, nie tylko bardzo skutecznie, ale i bezpiecznie dla ludzi, gdyż hamują one wyłącznie aktywność proteaz koronawirusa SARS-CoV-2, w żaden sposób nie wpływając na aktywność enzymów człowieka – mówi prof. Marcin Drąg.

Tak szybkie rozpracowanie proteaz koronawirusa SARS-CoV-2 było możliwe przede wszystkim dzięki opracowaniu przez wrocławskich naukowców (w ramach toczącego się grantu TEAM) unikalnych technologii umożliwiających szybką identyfikację i precyzyjną analizę enzymów proteolitycznych. Obecnie kolejnym celem jest opracowanie metodologii pozwalającej na monitorowane aktywności proteaz SARS-CoV-2-Mpro i SARS-CoV-2-PLpro w komórkach organizmu człowieka. Pozwoli to na prześledzenie tego, ile procent komórek zostaje zainfekowanych przez wirusa oraz czy leki zaprojektowane do hamowania tych enzymów faktycznie to robią i z jaką efektywnością. Aby osiągnąć ten cel, prof. Marcin Drąg nawiązał współpracę z prof. Danielem Gryko z Instytutu Chemii Organicznej PAN w Warszawie, ekspertem w dziedzinie barwników funkcjonalnych. Obaj uczeni są laureatami Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Zespół prof. Gryko odkrywa (w ramach grantu TEAM) barwniki fluorescencyjne nowej generacji, charakteryzujące się niezwykłą trwałością i dużą intensywnością fluorescencji. Związki te są następnie wykorzystywane w mikroskopii fluorescencyjnej.

Nowoczesna mikroskopia fluorescencyjna pozwala z dużą rozdzielczością obrazować i badać procesy zachodzące w żywych komórkach. Do przeprowadzenia obserwacji za pomocą zaawansowanego mikroskopu fluorescencyjnego niezbędne są cząsteczki posiadające zdolność zarówno pochłaniania światła, jak i fluorescencji. Są one często nazywane fluoroforami, barwnikami lub sondami. Dołącza się je do obiektu, który ma być uwidoczniony pod mikroskopem, np. proteazy wirusowej, i w ten sposób można obserwować jej działanie. Aktualnie istnieją fluorofory, które pozwalają na obrazowanie proteaz SARS-CoV-2-Mpro i SARS-CoV-2-Plpro, jednak ich czułość jest niewystarczająca do prowadzenia precyzyjnych badań.

Idealny fluorofor, pozwalający na wizualizację proteaz wirusa SARS-CoV-2 w komórkach z dużą czułością, powinien mieć niewielki rozmiar, aby jego dołączenie do proteazy nie zakłóciło jej aktywności. Ponadto musi odznaczać się dużą intensywnością fluorescencji oraz dużą zdolnością do pochłaniania światła. Naszym zadaniem jest opracowanie nowej klasy fluoroforów, które spełniałyby wszystkie te trzy warunki jednocześnie – wyjaśnia prof. Daniel Gryko.

Jak podkreślają obaj naukowcy, celem ich wspólnych badań jest zaprojektowanie sond fluorescencyjnych do wykrywania proteaz wirusa SARS-CoV-2 oraz przetestowanie ich po to, aby jak najszybciej, tj. w czasie kilkunastu miesięcy, stały się one dostępne komercyjnie i realnie przyczyniły się do zwalczania pandemii COVID-19. Projekt jest finansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego z programu Inteligentny Rozwój (POIR). Środki w wysokości 4 mln zł (po 2 mln zł dla każdego zespołu badawczego) zostały przyznane w wyniku tematycznego konkursu na finansowanie nowych zadań badawczych związanych z pandemią Covid-19, który przeprowadziła Fundacja na rzecz Nauki Polskiej. Łączny budżet konkursu wynosił 15 mln zł. W ramach tej kwoty zrealizowanych zostanie 14 projektów.

źródło: FNP

Dyskusja (0 komentarzy)
    Tagi: