
Kolejny sukces naukowców z Politechniki Wrocławskiej ? laureatów FNP. Wyniki ich badań dotyczących struktury jednego z enzymów SARS-CoV-2 zostały właśnie opublikowane w czasopiśmie Science Advances. Główną autorką publikacji jest dr inż. Wioletta Rut, laureatka programu START FNP, a prace były prowadzone w laboratorium prof. Marcina Drąga, wielokrotnego laureata programów FNP oraz Nagrody FNP 2019. Badania były realizowane w ramach programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
Wrocławscy badacze ? wraz z naukowcami z USA – rozszyfrowali strukturę jednego z enzymów SARS-CoV-2 i znaleźli substancję, która hamuje całkowicie jego działanie. To punkt wyjścia do stworzenia leku, który powstrzyma namnażanie wirusa odpowiedzialnego za COVID-19 w ludzkim organizmie. Ostatnie dni dobitnie pokazują, że pandemia nie odpuszcza, a nawet zdecydowanie przybiera na sile. Firmy farmaceutyczne intensywnie pracują nad kolejnymi fazami testów szczepionek, w nadziei, że za ich pomocą uda się zatrzymać rozprzestrzenianie się koronawirusa. Alternatywą dla szczepionki mogą być leki antywirusowe.
?Od lat wiadomo, że szczepionki na koronawirusy tworzy się trudno. A prace nad innymi rozwiązaniami w kwestii tych patogenów nie cieszyły się do tej pory popularnością, bo koronawirusy nie stanowiły większego problemu. Na SARS w 2003 roku zachorowało tylko około 8 tys. osób, niecałe 800 zmarło? ? mówi prof. Marcin Drąg z Katedry Chemii Biologicznej i Bioobrazowania Politechniki Wrocławskiej.
Polski uczony miał okazję zajmować się poprzednim koronawirusem. Badał strukturę patogenu wywołującego SARS. Teraz, z uwagi na pokrewieństwa SARS-CoV z SARS-CoV-2, podjął się ustalenia, na ile enzymy (proteazy) obydwu wirusów są do siebie podobne.
?Przeprowadziliśmy badania porównawcze, jesteśmy jedyną grupą badawczą na świecie, która takie rzeczy robi. Okazało się, że proteaza PLpro w obydwu przypadkach jest identyczna? – opowiada prof. Drąg.
Skąd się bierze ten enzym? Kiedy wirus wnika do komórki, wykorzystuje ją do produkcji kompleksu swoich białek. Z niego uwalniają się proteazy (SARS-CoV-2 ma je dwie, w tym PLpro), które dalej ?tną? je na kawałki. W ten sposób powstają kolejne białka umożliwiające namnażanie się wirusa.
PLpro ma również inną funkcję w zakażonej komórce. Przetwarza znajdujące się w niej ludzkie białka, co powoduje, że nie może się ona bronić przed infekcją. W ten sposób, bez jakiejkolwiek przeszkody, wirus replikuje się w komórce, wytwarzając ogromne ilości swoich kopii aż do momentu, kiedy zostaje zniszczona. I rozsiewa się dalej. Jak więc łatwo zauważyć, otrzymanie substancji neutralizującej działanie enzymu PLpro mogłoby całkowicie zatrzymać rozprzestrzenianie się wirusa w organizmie, a tym samym wyleczyć COVID-19.
I to właśnie udało się osiągnąć zespołowi prof. Drąga we współpracy z grupami prof. Tonego Huanga (New York University School of Medicine) oraz Shauna Olsena (Medical University of South Carolina). ?Inhibitory, czyli substancje powstrzymujące działanie PLpro wysłaliśmy do Stanów Zjednoczonych, w nadziei na uzyskanie ich struktury krystalicznej. To się udało. Struktury krystaliczne pomagają w pracach nad lekami. Przetestowaliśmy wiele związków, różnych pochodnych leków, udało się nam zidentyfikować cząsteczki, które się bardzo dobrze wiążą z tą proteazą? ? opowiada prof. Drąg.
Ponieważ enzymy z SARS-CoV i SARS-CoV-2 są identyczne, stworzenie jednego preparatu daje nadzieję na skutecznie leczenie całej grupy patogenów. ?Jeżeli uda się nam stworzyć lek, to z wielkim prawdopodobieństwem, gdy będziemy mieli następnego koronawirusa tej klasy, też zadziała. Jest na to większa szansa niż w przypadku szczepionek, bo te działają na zupełnie inne białka. Białka, na które działają szczepionki mutują, a proteazy jak widać nie? ? podkreśla prof. Drąg.
Artykuł wrocławskich uczonych ukazał się 16 października 2020 r. na łamach prestiżowego magazynu ?Science Advances?. Od kwietnia był on dostępny online w tzw. preprincie na bioRxiv, ale dopiero teraz ukazuje się w pełnej wersji uzupełniony o opis kilku dodatkowych badań.
Więcej informacji:
- Link do publikacji
- Opis badań realizowanych przez prof. Marcina Drąga w ramach grantu w programie TEAM
Program TEAM jest realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków UE pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, oś IV: Zwiększenie potencjału naukowo-badawczego, Działanie 4.4 Zwiększanie potencjału kadrowego sektora B+R.
Na zdjęciach: dr inż. Wioletta Rut / fot. archiwum prywatne, prof. Marcin Drąg / fot. Bartek Sadowski