Biomekanik tentang bagaimana virus Ebola menempel pada sel inangnya – ScienceDaily

Biomekanik tentang bagaimana virus Ebola menempel pada sel inangnya – ScienceDaily


Baru-baru ini dilaporkan bahwa jumlah kasus Ebola di Republik Demokratik Kongo telah melampaui 1.000, menjadikannya wabah terburuk kedua dalam sejarah setelah wabah 2014 di Afrika Barat di mana 29.000 orang terinfeksi dan lebih dari 11.000 meninggal. Tonggak sejarah terbaru ini adalah pengingat yang kuat akan kebutuhan mendesak untuk mengembangkan pencegahan yang efektif dan agen pengobatan untuk penyakit yang sering mematikan ini.

Mereka yang terinfeksi virus Ebola mengalami penyakit parah, termasuk demam berdarah, yang dapat menyebabkan perdarahan internal. Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC) AS, saat ini tidak ada perawatan medis khusus untuk Ebola.

Kunci untuk mengembangkan pengobatan penyakit ini adalah memahami mekanisme proses infeksi. Para ilmuwan tahu bahwa untuk memasuki sel manusia, Ebola memanfaatkan proses alami yang disebut makropinositosis, di mana sel “membersihkan” lingkungannya dengan menginternalisasi puing-puing sel mati yang mengelilinginya. Protein di permukaan sel berfungsi sebagai reseptor, memungkinkan sel kekebalan untuk mengenali puing-puing sel mati dan menginternalisasikannya. Virus berinteraksi dengan protein ini, yang disebut protein T-cell immunoglobulin dan mucin domain (TIM) dan menggunakannya untuk membajak jalannya ke dalam sel. Begitu masuk, membran virus Ebola bergabung dengan endosom yang telah terbentuk di sekitarnya dan melepaskan kandungan genetiknya ke dalam sel.

“RNA virus selanjutnya membajak mekanisme sel untuk membuat protein dan mereplikasi dirinya sendiri di dalam. Kemudian mereka keluar dari membran untuk membentuk virus baru sementara sel inang yang sehat mati,” kata (Frank Zhang, profesor bioteknologi dan teknik mesin di Lehigh Universitas.

“Sementara keterikatan sel inang Ebola telah terbukti bergantung pada biomekanik molekuler interaksi antara reseptor pada permukaan sel dan lapisan luar virus, pemahaman kuantitatif yang penting untuk memandu pengembangan terapi masih harus dikembangkan,” tambahnya. Anand Jagota, ketua pendiri Departemen Bioteknologi Lehigh dan Profesor Teknik Kimia dan Biomolekuler.

Zhang dan Jagota telah bekerja sama untuk mencoba lebih memahami biomekanik adhesi sel inang virus Ebola. Proyek ini memasangkan keahlian Jagota dalam mekanika adhesi molekuler komputasi dengan fokus Zhang dalam penginderaan mekanis, atau bagaimana sel merasakan dan merespons rangsangan mekanis. Duo ini, bekerja dengan rekannya Sven Moller-Tank dan Wendy Maury dari University of Iowa, telah mengembangkan model sederhana yang mencirikan biomekanik adhesi sel inang virus Ebola – temuan yang dapat memberikan informasi baru dan bermanfaat dalam perjalanan untuk mengembangkan pengobatan Ebola yang efektif. Mereka telah mempublikasikan temuan mereka di Laporan Ilmiah dalam sebuah artikel berjudul: “Karakterisasi biomekanik dari virus TIM yang dimediasi oleh protein Ebola- adhesi sel inang.”

“Kami menggunakan spektroskopi gaya molekul tunggal untuk mengukur gaya interaksi spesifik antara protein TIM sel inang dan partikel mirip virus Ebola,” kata Zhang.

Selain menjelaskan parameter biomekanik yang penting untuk keterikatan Ebola ke sel inang, tim juga mendemonstrasikan secara eksperimental bahwa interaksi virus TIM-Ebola secara mekanis dapat dibandingkan dengan molekul adhesi (misalnya, interaksi selektif) -ligan. Melalui model mekanis sederhana, mereka selanjutnya mendemonstrasikan bagaimana parameter pengikatan molekul menentukan apakah mereka cukup untuk adhesi virus.

Tujuan dari model ini adalah untuk menunjukkan bagaimana pengukuran molekul tunggal dapat dikombinasikan dengan sifat fisik lain dari sistem, seperti kepadatan pasangan reseptor ligan dan kekakuan membran, untuk memprediksi apakah dan sejauh mana partikel virus akan menempel pada sel. selaput. Model tim keterikatan didorong oleh adhesi antara protein TIM dan fosfatidilserin pada permukaan virus (diyakini memediasi perlekatan sel inang virus) dan ditahan oleh pembengkokan membran.

“Kesederhanaan model telah memungkinkan kami untuk menyoroti pentingnya dua kelompok parameter tanpa dimensi dan potensi kemampuannya untuk memblokir adhesi,” kata Jagota.

Zhang menggunakan spektroskopi gaya molekul tunggal untuk memantau, memanipulasi, dan mengukur gaya mekanis. Misalnya, dalam penelitian tersebut, Zhang akan membawa partikel mirip virus ke sel dengan reseptor TIM-nya diekspresikan, mengamati interaksinya, dan memisahkannya untuk menentukan kekuatan mekanis interaksi, atau berapa banyak gaya yang diperlukan untuk menariknya. selain.

Jagota menggunakan model matematika untuk memahami interaksi antara Ebola dan sel, properti apa yang mewakili virus Ebola – kekakuannya, bentuknya – dan properti apa yang mewakili sel – komponen yang ditampilkan di permukaannya – dalam interaksi ini.

“Harapannya adalah bahwa pengetahuan kuantitatif tentang biomekanik adhesi ini dapat digunakan untuk memprediksi kondisi keterikatan Ebola,” kata Jagota. “Jangka panjang, tujuannya adalah agar informasi ini membantu membawa target farmakologis baru dan membantu pengembangan terapi antivirus yang sangat dibutuhkan untuk pencegahan dan pengobatan Ebola.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Lehigh. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Togel Singapore

Author Image
adminProzen