Peneliti membuat gambar rinci tentang virus yang terikat pada protein yang ditemukan pada sel di persendian – ScienceDaily

Peneliti membuat gambar rinci tentang virus yang terikat pada protein yang ditemukan pada sel di persendian – ScienceDaily


Virus Chikungunya, yang pernah terbatas di Belahan Bumi Timur, telah menginfeksi lebih dari 1 juta orang di Amerika sejak 2013, ketika nyamuk yang membawa virus ditemukan di Karibia. Kebanyakan orang yang terinfeksi mengalami demam dan nyeri sendi yang berlangsung sekitar satu minggu. Tetapi pada hingga setengah dari pasien, virus dapat menyebabkan radang sendi parah yang berlangsung selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun. Tidak ada pengobatan untuk mencegah infeksi yang berumur pendek terus berlanjut menjadi radang sendi kronis.

Sekarang, para peneliti telah menemukan informasi yang dapat membantu menghentikan kondisi yang melemahkan tersebut. Sebuah tim di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis telah mengambil gambar beresolusi tinggi dari virus yang menempel pada protein yang ditemukan di permukaan sel di persendian. Protein yang digunakan dalam penelitian ini diambil dari tikus, tetapi manusia memiliki protein yang sama, dan virus berinteraksi dengan tikus dan protein manusia dengan cara yang hampir sama.

Struktur, diterbitkan 9 Mei di jurnal Sel, menunjukkan dengan detail tingkat atom bagaimana virus dan protein permukaan sel saling melengkapi – data yang menjanjikan untuk mempercepat upaya merancang obat dan vaksin untuk mencegah atau mengobati radang sendi yang disebabkan oleh chikungunya atau virus terkait.

“Artritis chikungunya datang dengan sangat tiba-tiba dan bisa sangat menyakitkan – orang hampir tidak bisa berjalan – dan kami tidak memiliki apa pun yang spesifik untuk mengobati atau mencegahnya,” kata rekan penulis senior Michael S. Diamond, MD, PhD, Herbert S. Profesor Kedokteran Gasser, dan profesor mikrobiologi molekuler, serta patologi dan imunologi.

“Sekarang kita memiliki struktur baru ini, kita dapat melihat bagaimana mengganggu interaksi antara virus dan protein yang digunakannya untuk masuk ke dalam sel di sendi dan jaringan muskuloskeletal lainnya untuk memblokir infeksi,” tambah rekan penulis senior Daved Fremont. , PhD, seorang profesor patologi dan imunologi, biokimia dan biofisika molekuler, dan mikrobiologi molekuler.

Chikungunya dan sepupunya – virus Mayaro, Ross River, dan O’nyong-nyong – termasuk dalam keluarga alphavirus yang disebarkan oleh nyamuk dan menyebabkan nyeri sendi. Dalam beberapa tahun terakhir, virus semacam itu telah menginfeksi manusia dan hewan di wilayah yang lebih luas di dunia. Pada tahun 2018, Diamond, Fremont dan rekannya termasuk peneliti postdoctoral Rong Zhang, PhD, mengidentifikasi protein Mxra8, yang ditemukan di permukaan luar sel di persendian, sebagai pegangan molekuler yang dipahami oleh chikungunya dan virus terkait untuk masuk ke dalam sel. tikus, manusia dan spesies lainnya. Versi manusia dan tikus dari Mxra8 79 persen identik, dan virus chikungunya berinteraksi dengan kedua versi dengan cara yang sama. Virus perlu menempel pada protein untuk menyebabkan penyakit; pada tikus, upaya menggagalkan upaya chikungunya untuk menempel pada protein menggunakan antibodi pemblokir atau reseptor umpan mengurangi tanda-tanda radang sendi.

Untuk merancang obat dan vaksin yang efektif yang mengganggu keterikatan, peneliti membutuhkan gambaran rinci tentang interaksi molekuler antara virus dan protein. Fremont bekerja dengan mahasiswa pascasarjana Katherine Basore, penulis pertama makalah tersebut, dan Arthur Kim, untuk memvisualisasikan virus yang terikat pada protein permukaan sel. Para peneliti menggunakan teknik yang disebut cryo-electron microscopy (cryo-EM) di Pusat Pencitraan Seluler Universitas Washington, yang memasang mesin cryo-EM canggih pada tahun 2018.

Gambar diperoleh dengan menggunakan partikel mirip virus chikungunya – yang berbentuk virus tetapi tidak dapat menyebabkan infeksi karena tidak membawa materi genetik di dalamnya – serta virus chikungunya yang sepenuhnya menular. Partikel mirip virus sedang dievaluasi dalam uji klinis sebagai vaksin potensial untuk chikungunya.

Untuk memvisualisasikan bagaimana virus berinteraksi dengan protein permukaan sel, para peneliti pertama-tama membekukan secara cepat partikel virus yang menempel pada protein. Pembekuan sekejap diperlukan untuk menjaga agar partikel tidak hancur selama percobaan. Kemudian, para peneliti menembak seberkas elektron melalui sampel, memetakan di mana elektron mendarat di detektor, dan menggunakan program komputer untuk merekonstruksi pola kerapatan elektron dan dengan demikian struktur 3D dari partikel virus yang terikat pada protein permukaan sel.

“Peta cryo-EM kami memungkinkan kami untuk melihat seluruh partikel virus dengan Mxra8 terikat padanya, tetapi tidak pada resolusi yang cukup tinggi untuk menunjukkan lokasi atom yang tepat,” kata Basore. “Jadi kami menggunakan struktur kristal sinar-X resolusi tinggi yang ada dari komponen virus, selain struktur kristal Mxra8 kami sendiri, untuk membangun model atom dari seluruh unit. Ini memungkinkan kami untuk melihat cakupan penuh dari ini. interaksi yang tidak dapat kami capai baik dari kristalografi sinar-X maupun cryo-EM saja. “

Struktur resolusi tinggi akan membantu upaya untuk menyaring obat-obatan eksperimental untuk kemampuannya memblokir perlekatan pada protein pada sel-sel di dalam persendian, mengevaluasi apakah antibodi yang ditimbulkan oleh vaksin yang diteliti cenderung mencegah infeksi, dan menganalisis apakah mutasi pada virus mempengaruhi virulensinya. .

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Keluaran SGP

Author Image
adminProzen