Penghambat yang pas untuk mencegah infeksi virus – ScienceDaily

Penghambat yang pas untuk mencegah infeksi virus – ScienceDaily


Pendekatan baru membawa harapan pilihan terapi baru untuk menekan influenza musiman dan flu burung: Berdasarkan cangkang kosong – dan karenanya tidak menular – virus fag, peneliti dari Berlin telah mengembangkan kapsid fag yang dimodifikasi secara kimia yang “menahan” virus influenza. Situs pengikatan yang pas dan pas menyebabkan virus influenza terbungkus oleh kapsid fag sedemikian rupa sehingga secara praktis tidak mungkin menginfeksi sel paru-paru lagi. Fenomena ini telah dibuktikan dalam uji praklinik, juga melibatkan jaringan paru-paru manusia. Para peneliti dari Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Freie Universität Berlin, Technische Universität Berlin (TU), Humboldt-Universität (HU), Robert Koch Institute (RKI) dan Charité-Universitätsmedizin Berlin terlibat dalam pekerjaan inovatif ini. Hasilnya juga digunakan untuk penyelidikan langsung virus corona. Penemuan ini sekarang telah dipublikasikan di Nanoteknologi Alam.

Virus influenza masih sangat berbahaya: Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memperkirakan bahwa flu menyebabkan 650.000 kematian per tahun di seluruh dunia. Obat antivirus yang ada saat ini hanya efektif sebagian karena menyerang virus influenza setelah sel paru-paru terinfeksi. Akan lebih baik – dan jauh lebih efektif – untuk mencegah infeksi sejak awal.

Inilah yang dijanjikan oleh pendekatan baru dari Berlin. Kapsid fag, yang dikembangkan oleh tim peneliti multidisiplin, membungkus virus flu dengan sangat sempurna sehingga tidak dapat lagi menginfeksi sel. “Uji pra-klinis menunjukkan bahwa kami dapat membuat virus influenza musiman dan virus flu burung tidak berbahaya dengan cangkang fag yang dimodifikasi secara kimiawi,” jelas Profesor Dr. Christian Hackenberger, Kepala Departemen Biologi Kimia di Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) dan Profesor Leibniz Humboldt untuk Biologi Kimia di HU Berlin. “Ini adalah keberhasilan besar yang menawarkan perspektif yang sama sekali baru untuk pengembangan obat antivirus yang inovatif.”

Beberapa ikatan cocok seperti pita kait-dan-loop

Inhibitor baru ini memanfaatkan fitur yang dimiliki semua virus influenza: Terdapat reseptor trivalen di permukaan virus, yang disebut protein hemaglutinin, yang menempel pada molekul gula (asam sialat) di permukaan sel jaringan paru. Dalam kasus infeksi, virus masuk ke korbannya – dalam hal ini, sel paru-paru – seperti pengikat hook-and-loop. Prinsip intinya adalah bahwa interaksi ini terjadi karena ikatan ganda, bukan ikatan tunggal.

Struktur permukaan virus flu itulah yang mengilhami para peneliti untuk mengajukan pertanyaan awal berikut lebih dari enam tahun yang lalu: Apakah tidak mungkin mengembangkan penghambat yang mengikat reseptor trivalen dengan kesesuaian yang sempurna, yang mensimulasikan permukaan sel jaringan paru-paru? ?

Kita sekarang tahu bahwa ini memang mungkin – dengan bantuan penghuni usus yang tidak berbahaya: Fag Q-beta memiliki sifat permukaan yang ideal dan sangat cocok untuk melengkapinya dengan ligan – dalam hal ini molekul gula – sebagai “umpan . ” Shell phage kosong melakukan pekerjaan dengan sempurna. “Molekul perancah multivalen kami tidak menular, dan terdiri dari 180 protein identik yang berjarak persis seperti reseptor trivalen dari hemagglutinin di permukaan virus,” jelas Dr. Daniel Lauster, mantan mahasiswa PhD di Kelompok Biofisika Molekuler. (HU) dan sekarang menjadi postdoc di Freie Universität Berlin. “Karena itu, virus ini memiliki kondisi awal yang ideal untuk mengelabui virus influenza – atau, lebih tepatnya, menempelkannya dengan kesesuaian spasial yang sempurna. Dengan kata lain, kami menggunakan virus fag untuk menonaktifkan virus influenza!”

Untuk mengaktifkan perancah Q-beta untuk memenuhi fungsi yang diinginkan, itu harus terlebih dahulu dimodifikasi secara kimiawi. Diproduksi dari bakteri E. coli di TU Berlin, kelompok penelitian Profesor Hackenberger di FMP dan HU Berlin menggunakan kimia sintetis untuk menempelkan molekul gula ke posisi tertentu dari cangkang virus.

Virus tertipu dan menyelimuti

Beberapa penelitian yang menggunakan model hewan dan kultur sel telah membuktikan bahwa struktur bola yang dimodifikasi secara tepat memiliki kekuatan ikatan yang besar dan potensi penghambat. Studi tersebut juga memungkinkan Robert Koch Institute untuk memeriksa potensi antivirus dari kapsid fag terhadap banyak jenis virus influenza saat ini, dan bahkan terhadap virus flu burung. Potensi terapeutiknya bahkan telah dibuktikan pada jaringan paru-paru manusia, sebagaimana rekan peneliti dari Departemen Medis, Divisi Infeksi dan Pneumologi, Charité mampu menunjukkan: Ketika jaringan yang terinfeksi virus flu diobati dengan kapsid fag, virus influenza itu praktis tidak lagi bisa bereproduksi.

Hasilnya didukung oleh bukti struktural yang diberikan oleh para ilmuwan FU dari Pusat Penelitian Mikroskopi Elektron (FZEM): Mikroskopi cryo-elektron resolusi tinggi dan mikroskop cryo-electron menunjukkan secara langsung dan, yang terpenting, secara spasial, bahwa inhibitor membungkus virus sepenuhnya . Selain itu, model matematika-fisik digunakan untuk mensimulasikan interaksi antara virus influenza dan kapsid fag di komputer. “Perhitungan kami dengan bantuan komputer menunjukkan bahwa inhibitor yang dirancang secara rasional memang menempel pada hemagglutinin, dan sepenuhnya menyelimuti virus influenza,” kata Dr. Susanne Liese dari AG Netz dari Freie Universität Berlin. “Oleh karena itu, dimungkinkan juga untuk menggambarkan dan menjelaskan kekuatan ikatan tinggi secara matematis.”

Potensi terapeutik membutuhkan penelitian lebih lanjut

Temuan ini sekarang harus ditindaklanjuti dengan studi praklinis. Belum diketahui, misalnya, apakah kapsid fag memicu respons imun pada mamalia. Idealnya, respons ini bahkan dapat meningkatkan efek inhibitor. Namun, bisa juga terjadi bahwa respon imun mengurangi kemanjuran kapsid fag dalam kasus paparan dosis berulang, atau virus flu mengembangkan resistansi. Dan, tentu saja, belum terbukti bahwa inhibitor juga efektif pada manusia.

Meskipun demikian, aliansi peneliti Berlin yakin bahwa pendekatan tersebut memiliki potensi besar. “Inhibitor multivalen tiga dimensi kami yang dikembangkan secara rasional menunjukkan arah baru dalam pengembangan pengikat virus influenza yang dapat beradaptasi secara struktural. Ini adalah pencapaian pertama dari jenisnya dalam penelitian multivalensi,” tegas Profesor Hackenberger. Ahli kimia percaya bahwa pendekatan ini, yang dapat terurai secara hayati, tidak beracun dan tidak bersifat imunogenik dalam penelitian kultur sel, pada prinsipnya dapat juga diterapkan pada virus lain, dan mungkin juga pada bakteri. Jelas bahwa penulis menganggap penerapan pendekatan mereka terhadap virus corona saat ini sebagai salah satu tantangan baru mereka. Idenya adalah untuk mengembangkan obat yang mencegah virus corona mengikat sel inang yang terletak di tenggorokan dan saluran udara berikutnya, sehingga mencegah infeksi.

Aliansi universitas Berlin yang terbaik

Kerja sama antara ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu memainkan peran utama dalam penemuan penghambat influenza yang baru. Ahli biologi, ahli kimia, fisikawan, virologi, ilmuwan medis dan spesialis pencitraan dari tiga universitas Berlin HU, Freie Universität Berlin dan TU, Institut Robert Koch, Charité dan, yang tidak kalah pentingnya, FMP semuanya terlibat dalam proyek ini. “Menurut pendapat saya, proyek kompleks seperti itu hanya bisa dilakukan di Berlin, di mana benar-benar ada ahli untuk setiap masalah,” kata Profesor Dr. Andreas Herrmann, Kepala Biofisika Molekuler di HU Berlin. “Itu adalah aliansi universitas Berlin yang terbaik,” tambahnya, “dan saya berharap studi lanjutan akan sama berhasilnya.”

Proyek ini didanai dalam Pusat Penelitian Kolaboratif 765 (Pembicara Profesor Dr. Rainer Haag, Freie Universität Berlin) dari Yayasan Riset Jerman (DFG).

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Keluaran SGP

Author Image
adminProzen