Forskning afslører ny sårbarhed for SARS-CoV-2

Forskere fra Northwestern University har afsløret en ny sårbarhed i den nye coronaviruss berygtede spikeprotein - hvilket belyser en relativt enkel, potentiel behandlingsvej.

Spikeproteinet indeholder virusets bindingssted, som klæber til værtsceller og gør det muligt for virussen at trænge ind og inficere kroppen. Ved hjælp af simuleringer på nanometerniveau, forskerne opdagede et positivt ladet sted (kendt som det polybasiske spaltningssted) placeret 10 nanometer fra det faktiske bindingssted på spikeproteinet. Det positivt ladede sted tillader stærk binding mellem virusproteinet og de negativt ladede human-celle-receptorer.

Ved at udnytte denne opdagelse, forskerne designet et negativt ladet molekyle til at binde til det positivt ladede spaltningssted. Blokering af dette sted hæmmer virussen i at binde sig til værtscellen.

"Vores arbejde indikerer, at blokering af dette spaltningssted kan fungere som en levedygtig profylaktisk behandling, der nedsætter virussens evne til at inficere mennesker, " sagde Northwesterns Monica Olvera de la Cruz, der ledede arbejdet. "Vores resultater forklarer eksperimentelle undersøgelser, der viser, at mutationer af SARS-CoV-2-spidsproteinet påvirkede virusoverførbarheden."

Forskningen blev offentliggjort online i sidste uge i tidsskriftet ACS Nano .

Olvera de la Cruz er advokat Taylor Professor i Materials Science and Engineering ved Northwesterns McCormick School of Engineering. Baofu Qiao, en forskningsassistent professor i Olvera de la Cruz's forskningsgruppe, er avisens første forfatter.

Består af aminosyrer, SARS-CoV-2's polybasiske spaltningssteder har været uhåndgribelige siden COVID-19-udbruddet begyndte. Men tidligere forskning indikerer, at disse mystiske steder er afgørende for virulens og transmission. Olvera de la Cruz og Qiao opdagede, at polybasisk spaltningssted er placeret 10 nanometer fra humane cellereceptorer - et fund, der gav uventet indsigt.

"Vi forventede ikke at se elektrostatiske interaktioner ved 10 nanometer, " sagde Qiao. "Under fysiologiske forhold, alle elektrostatiske interaktioner forekommer ikke længere ved afstande længere end 1 nanometer."

"Funktionen af ​​det polybasiske spaltningssted er forblevet uhåndgribelig, " sagde Olvera de la Cruz. "Men, det ser ud til at være spaltet af et enzym (furin), der er rigeligt i lungerne, hvilket tyder på, at spaltningsstedet er afgørende for virusindtrængning i humane celler."

Med denne nye information, Olvera de la Cruz og Qiao planlægger næste gang at arbejde sammen med kemikere og farmakologer fra det nordvestlige USA for at designe et nyt lægemiddel, der kan binde til spidsproteinet.