Tudomány

Egyre szörnyűbb bajt okoznak a vírusok

Immunrendszerünk inspirálta az új vírusellenes molekulákat

A vírusok ellen általában azért nehéz harcolni akár gyógyszerrel, akár oltással, mert gyorsan mutálódnak, így megváltoztatják fehérjéiket. Viszont a lipidburkuk – a kis buborék, ami becsomagolja őket – állandó, és egy új kezelési módszer épp ezt veszi célba - írja az origo.hu.

Egyre szörnyűbb bajt okoznak a vírusok
Fotó: NorthFoto

Vírusellenes terápiát híresen nehéz fejleszteni, mivel a vírusok rendszerint nagyon gyorsan mutálódnak, így könnyen ellenállóvá válnak bármilyen új gyógyszerrel vagy oltással szemben. Lehetséges azonban, hogy a vírusellenes szerek legújabb generációja nem a vírus felszínén megjelenő, gyorsan mutálódó fehérjéket fogja célba venni, hanem a védőburkukat repeszti szét.

„Rátaláltunk egy olyan érzékeny pontra, amely számos vírus közös Achilles-sarka lehet, ez pedig az őket védő buborékszerű membránburok – magyarázza Kent Kirshenbaum, a New York University (NYU) kémiaprofesszora és az ACS Infectious Diseases szakfolyóiratban frissen megjelent közlemény rangidős szerzője. Az új vírusellenes szerek ígéretes hatásmechanizmusa ezt az érzékeny pontot támadja azáltal, hogy a burokmembránt roncsolja."

A kutatók a most megjelent közleményben megmutatják, miként képes egy a saját immunrendszerünk által inspirált új molekulacsoport több különféle vírust, egyebek között a Zikát és a csikungunyát inaktiválni. Az újfajta megközelítés nemcsak arra alkalmas, hogy sok különböző vírust egyazon szerrel támadjon, hanem a gyógyszerrezisztencia problémájára is választ kínál.

Sok jelenlegi terápiás szer a vírusok felszíni burokfejérjéi ellen irányul; ilyenek például a monoklonális ellenanyagok és a vakcinák. Ám az e fehérjéket célzó terápiák tartós hatékonyságát korlátozza a vírusok villámgyors evolúcióra való képessége, melynek révén a fehérjekódoló génszekvenciák úgy tudnak megváltozni, hogy a kezelések kevésbé találjanak fogást a víruson. Ezzel a jelenséggel mindannyian találkozhattunk, amikor a SARS-CoV-2 ellen kezdetben kifejlesztett oltások és gyógyszerek az új vírusvariánsok megjelenésével részben elveszítették hatékonyságukat.

„Sürgősen szükségünk van olyan vírusellenes szerekre, amelyek újfajta módon inaktiválják a vírusokat – hangsúlyozta Kirshenbaum. – Egy ideális új antivirális szer nem csupán egy konkrét vírus konkrét fehérjéjére lenne specifikus, ezért azonnal bevethető lenne egy újonnan megjelenő vírussal szemben is, és nem adna módot a gyógyszerrezisztencia kialakulására. A gyógyszereknek ezt az új generációját most kell kifejlesztenünk ahhoz, hogy a legközelebbi pandémiás fenyegetés esetén – és ne legyenek kétségeink, lesz ilyen – csak készen le kelljen vennünk a polcról."

Veleszületett immunrendszerünk ún. antimikrobiális peptidekkel védekezik a kórokozók ellen; ezek a molekulák a szervezet első védelmi vonalát képezik a baktériumokkal, vírusokkal és gombákkal szemben. A legtöbb betegségokozó vírust lipidmembránból álló burok védi, és az antimikrobiális peptidek kilyuggatják, sőt, olykor teljesen fel is szakítják ezt a védőburkot.

Bár a természetes antimikrobiális peptideket laboratóriumban is könnyen meg lehet szintetizálni, nemigen használják őket emberekben fertőző betegségek kezelésére, mert könnyen lebomlanak, és toxikusak lehetnek az egészséges sejtekre nézve.

Helyettük a tudósok peptoidnak nevezett szintetikus molekulákat fejlesztettek ki, amelyek a peptidekhez hasonló kémiai vázzal rendelkeznek, azonban még hatékonyabban szaggatják át a vírusok burkát, és kevésbé hajlamosak lebomlani a szervezetben.

„Azon kezdtünk gondolkodni, hogyan utánozhatnánk a természetes peptideket, és miként alkothatnánk olyan molekulákat, amelyek számos szerkezeti és funkcionális jellemzőjükben osztoznak velük, miközben olyan alkotóelemekből állnak, amelyeket a testünk nem tud olyan gyorsan lebontani" – fejtette ki Kirshenbaum.

A kutatók összesen hét peptoidot vizsgáltak, amelyeknek többsége a tanulmány társszerzőjének, a Stanfordon dolgozó Annelise Barronnak a laboratóriumából származott. A New York-i csoport négy vírussal – három membránburkossal: a Zikával, a Rift Valley-láz vírusával és a csikungunyával, valamint egy burok nélkülivel, a coxsackievírus B3-mal – szemben vizsgálta a peptoidok hatékonyságát. „Különösen azért érdekeltek minket ezek a vírusok, mert jelenleg egyikre sincs elfogadott terápia" – fűzte hozzá Patrick Tate, az NYU kémia doktorandusza és a tanulmány első szerzője.

A vírusokat körülvevő membránburok összetétele eltér a vírus többi alkotójától, ugyanis a lipidburkot a vírus a gazdasejttől szerzi be, amikor lefűződik róla. Az egyik membránalkotó lipid, a foszfatidilszerin a vírusburok külsején található, ám az emberi sejtek normálisan a sejt belsejébe rejtik ugyanezt a lipidet. „Mivel a foszfatidilszerin ott virít a vírusok felszínén, a peptoidok ennek az alapján fajlagosan fel tudják ismerni és meg tudják célozni a vírusokat, miközben a saját sejtjeinket megkímélik – mutatott rá Tate. – Hovatovább, mivel a vírusok a lipideket a gazdasejttől szerzik be, és nem a saját genomjukban kódolják, a vírus nem tud ellenállóvá válni az ezeket célzó támadással szemben."

A négy víruson kipróbált hét peptoid tapasztalata alapján kimondható, hogy a peptoidok mindhárom burkos vírust – a Zikát, a Rift Valley-láz vírusát és a csikungunyát – inaktiválták a membrán roncsolása által, viszont a membrán nélküli coxsackievírus B3-ban nem tettek kárt. Az is bebizonyosodott, hogy a foszfatidilszerinben gazdagabb membránnal rendelkező csikungunya-vírus érzékenyebb volt a peptoidokra. Ugyanakkor az a membrán, amely foszfatidilszerin helyett kizárólag egy másik hasonló lipidet, foszfatidilkolint tartalmazott, nem vált a peptoidok támadásának célpontjává, ami igazolta, hogy a foszfatidilszerin kulcsszerepet játszik a vírusoknak a peptoidok általi inaktiválásában.

Most kezdjük csak ténylegesen megérteni, hogyan fejtik ki a peptoidok antivirális hatásukat, és úgy tűnik, pontosan a foszfatidilszerin felismerésén keresztül" – erősítette meg Tate.

A kutatók jelenleg további preklinikai vizsgálatokban értékelik a peptoidok vírusellenes potenciálját, és e vizsgálatok segítségével szeretnének megbizonyosodni afelől, hogy a kezelésnek ez a formája nem eredményez rezisztenciát. A peptoidokon alapuló megközelítés a membránburokkal rendelkező és nehezen támadható vírusok széles skálája ellen bizonyulhat hatékonynak; az említetteken kívül a lehetséges célpontok közé tartozik az Ebola, a SARS-CoV-2 és a herpeszvírusok családja is.

Kapcsolódó írásaink