Dawa kadhaa zilizoidhinishwa na FDA - ikiwa ni pamoja na kisukari cha aina ya 2, hepatitis C na VVU - hupunguza kwa kiasi kikubwa uwezo wa aina ya Delta ya SARS-cov-2 kuiga katika seli za binadamu, kulingana na utafiti mpya unaoongozwa na wanasayansi katika Jimbo la Penn. Hasa, timu iligundua kuwa dawa hizi huzuia vimeng'enya fulani vya virusi, vinavyoitwa proteases, ambavyo ni muhimu kwa uzazi wa SARS-CoV-2 katika seli za binadamu zilizoambukizwa.
"Chanjo za SARS-CoV-2 zinalenga protini ya spike, lakini protini hii iko chini ya shinikizo kubwa la uteuzi na, kama tumeona na Omicron, inaweza kubadilika sana," Joyce Jose, profesa msaidizi wa biokemia na baiolojia ya molekyuli, Jimbo la Penn alisema. . "Bado kuna hitaji la dharura la mawakala wa matibabu wa SARS-CoV-2 ambao wanalenga sehemu za virusi isipokuwa protini ya spike ambayo haina uwezekano wa kuibuka."
Utafiti wa hapo awali umeonyesha kuwa vimeng'enya viwili vya SARS-CoV-2 - proteases ikijumuisha Mpro na PLpro - vinalenga shabaha za ukuzaji wa dawa za kuzuia virusi. Pfizer's Covid-19 tiba Paxlovid, kwa mfano, inalenga Mpro. Kulingana na Jose, vimeng'enya hivi ni thabiti kiasi; kwa hiyo, haziwezekani kuendeleza mabadiliko yanayokinza dawa kwa haraka.
Katsuhiko Murakami, profesa wa biokemia na baiolojia ya molekuli, Jimbo la Penn, alibainisha kuwa virusi hivi vya protease, kwa sababu ya uwezo wao wa kupasua, au kukata, protini, ni muhimu kwa uzazi wa SARS-CoV-2 katika seli zilizoambukizwa.
"SARS-CoV-2 hutoa protini ndefu, zinazoitwa polyproteins, kutoka kwake RNA jenomu ambayo lazima iunganishwe na protini za mtu binafsi na proteni hizi kwa mtindo ulioamriwa na kusababisha uundaji wa vimeng'enya vya virusi vinavyofanya kazi na protini ili kuanza kuzaliana kwa virusi mara tu inapoingia kwenye seli," Murakami alielezea. "Ikiwa utazuia moja ya protease hizi, kuenea zaidi kwa SARS-CoV-2 kwa mtu aliyeambukizwa kunaweza kusimamishwa."
Matokeo yalichapishwa leo (Februari 25, 2022) kwenye jarida Biolojia Mawasiliano.
Timu ilibuni jaribio la kutambua kwa haraka vizuizi vya protini za Mpro na PLpro katika seli hai za binadamu.
"Ingawa vipimo vingine vinapatikana, tulitengeneza jaribio letu la riwaya ili liweze kufanywa katika seli hai, ambayo ilituwezesha kupima kwa wakati mmoja sumu ya vizuizi kwa seli za binadamu," Jose alisema.
Watafiti walitumia majaribio yao kupima maktaba ya misombo 64 - ikiwa ni pamoja na inhibitors ya VVU na hepatitis C proteases; cysteine proteases, ambayo hutokea katika vimelea fulani vya protozoa; na dipeptidyl peptidase, kimeng'enya cha binadamu kinachohusika na kisukari cha aina ya 2 - kwa uwezo wao wa kuzuia Mpro au PLpro. Kutoka kwa misombo 64, timu ilitambua kumi na moja ambayo iliathiri shughuli za Mpro na tano ambazo ziliathiri shughuli za PLpro kulingana na kupunguzwa kwa 50% kwa shughuli za protease na 90% ya uwezo wa seli.
Anoop Narayanan, profesa mshiriki wa utafiti wa baiolojia na baiolojia ya molekuli, alifuatilia shughuli za misombo hiyo kwa kutumia hadubini ya moja kwa moja ya kuunganishwa.
"Tulitengeneza jaribio ili ikiwa kiwanja kilikuwa kikiathiri proteases, utaona umeme katika maeneo fulani ya seli," alisema Narayanan.
Kisha, timu ilitathmini shughuli ya kuzuia virusi vya vizuizi 16 vya PLpro na Mpro dhidi ya virusi vya SARS-CoV-2 katika seli hai za binadamu katika kituo cha BSL-3, Maabara ya Eva J. Pell ABSL-3 ya Utafiti wa Kina wa Kibiolojia katika Jimbo la Penn, na kugundua kuwa wanane kati yao walikuwa na shughuli za antiviral zinazotegemea kipimo dhidi ya SARS-CoV-2. Hasa, waligundua kuwa Sitagliptin na Daclatasvir huzuia PLpro, na MG-101, Lycorine HCl na Nelfinavir mesylate huzuia Mpro. Kati ya hizi, timu iligundua kuwa MG-101 pia ilizuia virusi's uwezo wa kuambukiza seli kwa kuzuia usindikaji wa protease ya protini ya spike.
"Tuligundua kuwa wakati seli ziliwekwa na vizuizi vilivyochaguliwa, ni MG-101 pekee iliyoathiri virusi.'kuingia kwenye seli," Narayanan alisema.
Kwa kuongezea, watafiti waligundua kuwa kutibu seli na mchanganyiko wa vizuizi vya Mpro na PLpro kulikuwa na athari ya antiviral, ikitoa kizuizi kikubwa zaidi cha replication ya SARS-CoV-2.
"Katika utamaduni wa seli, tulionyesha kuwa ukichanganya vizuizi vya Mpro na PLpro, una athari kubwa kwa virusi bila kuongeza sumu," alisema Jose. "Kizuizi hiki cha mchanganyiko kina nguvu kubwa."
Ili kuchunguza utaratibu ambao MG-101 inazuia shughuli ya Mpro protease, wanasayansi, ikiwa ni pamoja na Manju Narwal, msomi wa postdoctoral katika biokemia na biolojia ya molekuli, walitumia kioo cha X-ray kupata muundo wa juu-azimio wa MG-101 katika tata na. Mpro.
"Tuliweza kuona jinsi MG-101 ilikuwa inaingiliana na tovuti inayotumika ya Mpro," Narwal alisema. "Kizuizi hiki huiga poliprotini na kujifunga kwa njia sawa na protease, na hivyo kuzuia protease kutoka kwa kushikamana na kukata polyprotein, ambayo ni hatua muhimu katika virusi.'replication.”
Murakami aliongeza, "Kwa kuelewa jinsi kiwanja cha MG-101 kinafungamana na tovuti inayotumika, tunaweza kubuni misombo mipya ambayo inaweza kuwa na ufanisi zaidi."
Hakika, timu iko katika mchakato wa kubuni misombo mpya kulingana na miundo waliyoamua na crystallography ya X-ray. Pia wanapanga kujaribu dawa mseto ambazo tayari zimeonyesha kuwa zinafaa kwa panya.
Ingawa wanasayansi walisoma lahaja ya Delta ya SARS-CoV-2, walisema dawa hizo zinaweza kuwa na ufanisi dhidi ya Omicron na lahaja za siku zijazo kwa sababu zinalenga sehemu za virusi ambazo haziwezi kubadilika sana.
"Uundaji wa dawa za kuzuia virusi dhidi ya anuwai ya coronavirus ndio mkakati wa mwisho wa matibabu ya maambukizo yanayozunguka na yanayoibuka," Jose alisema. "Utafiti wetu unaonyesha kuwa kutumia tena dawa fulani zilizoidhinishwa na FDA ambazo zinaonyesha ufanisi katika kuzuia shughuli za Mpro na PLpro inaweza kuwa mkakati muhimu katika vita dhidi ya SARS-CoV-2."
Rejea: "Utambuaji wa vizuizi vya SARS-CoV-2 vinavyolenga Mpro na PLpro kwa kutumia in-cell-protease assay" na Anoop Narayanan, Manju Narwal, Sydney A. Majowicz, Carmine Varricchio, Shay A. Toner, Carlo Ballatore, Andrea Brancale, Katsuhiko S. Murakami na Joyce Jose, 25 Februari 2022, Biolojia Mawasiliano.
DOI: 10.1038/s42003-022-03090-9
Waandishi wengine kwenye karatasi ni pamoja na Sydney A. Majowicz, mwanafunzi aliyehitimu, na Shay A. Toner, mwanafunzi wa shahada ya kwanza, Jimbo la Penn; Carmine Varricchio, mshirika wa utafiti wa baada ya udaktari, na Andrea Brancale, profesa wa kemia ya dawa, Chuo Kikuu cha Cardiff; na Carlo Ballatore, profesa wa kemia ya dawa, Chuo Kikuu cha California, San Diego.
Taasisi za Kitaifa za Afya, Ofisi ya Serikali ya Wales ya Sayansi na Taasisi za Huck za Sayansi ya Maisha katika Jimbo la Penn (Ruzuku ya Mbegu ya COVID-19 kwa Maabara ya Jose) iliunga mkono utafiti huu.
