Jų tyrimas pavadintas „Tiopurinai aktyvuoja priešvirusinį išskleistą baltymų atsaką, kuris blokuoja viruso glikoproteinų kaupimąsi ląstelių kultūros infekcijos modelyje, “Buvo paskelbtas internete kaip išankstinis spausdinimas svetainėje bioRxiv* .
Mokslininkai paaiškino, kad gaubiami virusai, pavyzdžiui, koronavirusas, turi genetinę medžiagą, galinčią koduoti membraninius baltymus, kuriuos galima sintezuoti ir modifikuoti endoplazminiame tinklelyje (ER), prieš juos gabenant į viriono dalių surinkimo vietas.
Jei ER baltymų sulankstymo pajėgumus užgožia per daug viriono dalelių, ER yra perkrautas išskleistų baltymų kiekis. Tai sukelia išskleistą baltymų atsaką (UPR). Tai suaktyvina transkripcijos faktorių-6 (ATF6), inozitolis, kuriam reikalingas fermentas-1 (IRE1) ir į PKR panaši endoplazminė tinklelio kinazė (PERK). Jie gali jausti, kad ER patiria stresą, todėl sintezuojami pagrindiniai leucino užtrauktuko (bZIP) transkripcijos faktoriai.
Suaktyvinus UPR, padidėja ER baltymų sulankstymo galimybė. Tai taip pat sukelia su ER susijusį degradaciją (ERAD). Visi netinkamai sulankstyti baltymai išvedami iš ER ir skaidomi per 26S proteasomą.
Tiopurino analogai 6-TG ir 6-TGo selektyviai sukelia streso granules IAV infekuotose ląstelėse. (A) Ekrane identifikuotų mažų molekulių struktūrinės diagramos. (B) EGFP-G3BP židinių susidarymo kiekybinis įvertinimas IAV-Udorn užkrėstose (mėlynos spalvos) arba pašaipose (raudonose) infekuotose ląstelėse, apdorotose didėjančiomis 6-TG ir 6-TGo dozėmis (viršuje), ir reprezentatyvūs apdorotų ląstelių EGFP kanalo Cellomics vaizdai su 30 µM 6-TG ir 6-TGo (apačioje). Esant 4 AG, ląstelės buvo apdorotos 0, 1, 10 ir 30 µM tiopurino analogų 6-tioguanino (6-TG) arba 6-tioguanozino (6-TGo) dozės. Esant 8 AG, ląstelės buvo fiksuotos ir nudažytos Hoeschst 33342. Automatinis vaizdo fiksavimas buvo atliktas naudojant „Cellomics Arrayscan VTI HCS“ skaitytuvą. Kiekviename šulinyje buvo užfiksuota 15 vaizdų ir apskaičiuotas vidutinis taškinis EGFP-G3BP1 intensyvumas. (C) A549 ląstelės buvo užkrėstos IAV-CA/07 esant 1 MOI. 4 hpi, ląstelės buvo apdorotos 6-TG arba išjuoktos. Esant 8 AG, ląstelės buvo fiksuotos ir imuniškai nudažytos antikūnais, nukreiptais į streso granulių žymeklio baltymus G3BP1 (raudona), PABP (žalia) ir polikloninis IAV antikūnas (mėlynas), aptinkantis antigenus iš NP, M1, ir HA, po to dažymas Alexa konjuguotais antriniais antikūnais. (D) A549 ląstelės buvo užkrėstos IAV-CA/07 esant 1 MOI. 4 hpi, ląstelės buvo apdorotos 6-TG (10 µM). Esant 8 AG, ląstelės buvo fiksuotos ir imuniškai nudažytos antikūnais, nukreiptais į streso granulių žymenų baltymus G3BP1 (raudona), TIAR (žalia) ir eIF3A (žalia), po to dažymas Alexa konjuguotais antriniais antikūnais. Vaizdai užfiksuoti „Zeiss Axioimager Z2“ fluorescenciniu mikroskopu. Parodyti reprezentatyvūs vaizdai. Mastelio juostos reiškia 20 µm.Kai viruso dalelė įsiskverbia į ląstelę, bando greitai atkartoti, ir tai apsunkina ER. Virusas išskiria glikoproteinų pliūpsnius, kurie užgožia ER. Virusas, vis dėlto, gali apeiti UPR ir skatina veiksmingą replikaciją.
IAV gali koduoti tris integruotus membraninius baltymus:hemagliutininą (HA), neuraminidazė (NA), ir matricos baltymas 2 (M2). Nors IAV replikacija sukelia selektyvų UPR aktyvavimą, specifiniai mechanizmai gali suaktyvinti UPR, bet tada jį apeiti, kad paskatintų veiksmingą viruso replikaciją. Komanda paaiškina, kad NA ir M2 baltymų poveikis UPR nėra aiškus, bet HA gali skatinti UPR.
Keletas koronavirusų (COV) gali suaktyvinti UPR. Tai apima „infekcinį bronchito virusą (IBV)“. pelių hepatito virusas (MHV), užkrečiamas gastroenterito virusas (TGEV), žmogaus koronavirusas (HCoV) -OC43, ir SARS-CoV-1 “. Visa genetinė seka, vis dėlto, nereaguoja panašiai į CoV replikaciją.
Komanda nustatė du FDA patvirtintus tiopurino analogus, vadinamus „6-tioguaninu (6-TG) ir 6-tioguanozinu (6-TGo)“. Nustatyta, kad jie blokuoja IAV ir HCoV-OC43 replikaciją, kai jų dozė padidinama laipsniškai.
Pateamine A ir Silvestrol buvo išbandyti anksčiau. Šie du tiopurinai, vis dėlto, buvo nustatyta, kad jie sutrikdo virusinių glikoproteinų, galinčių suaktyvinti UPR, kaupimosi procesą. Ląstelėse, kurios buvo gydomos 6-TG, cheminis UPR slopinimas gali iš dalies atkurti viruso glikoproteinų sintezę.
Viruso paviršiuje ekspresuojami CoV Spike (S) baltymai parodė UPR aktyvavimą. S baltymas iš naujo koronaviruso arba SARS-CoV-2 S taip pat sukėlė UPR aktyvavimą. 6-TG slopino viso ilgio S0 arba furino suskaidytų S2 sulietų baltymų kaupimąsi, jie pažymėjo. Tai neturėjo įtakos S1 ektodomenui. 6-TG gali sukelti UPR, kuris pagreitina ERAD tarpininkaujamą membranų įtvirtintų S0 ir S2 glikoproteinų apyvartą, komanda rado.
Mokslininkai eksperimentavo ir nustatė, kad chemiškai panašus junginys tiopurinas 6-merkaptopurinas (6-MP) turėjo mažai įtakos UPR ir neturėjo įtakos IAV HCoV-OC43 replikacijai.
Apmąstydamas tiopurino junginių 6-TG ir 6-TGo indukcijos UPR mechanizmą, komanda rašė, kad dėl kelių priežasčių šis poveikis greičiausiai nebus susijęs su DNR ar RNR inkorporavimu. Pirma priežastis yra ta, kad stresas, susijęs su viruso replikacija, specialiai nesukelia UPR. Antroji priežastis yra ta, kad tarp virusinių baltymų selektyviai sutriko glikoproteinų kaupimasis ir jų apdorojimas. Trečioji priežastis buvo ta, kad HA ir NA pasiuntinių RNR lygis IAV nebuvo reikšmingai paveiktas. 6 MP, iš kitos pusės, gali būti paverstas 6-tioguanozino trifosfatu, tačiau nesukėlė UPR ir neturėjo jokio poveikio IAV glikoproteinams ar OC43 replikacijai.
Komanda rašė, kad jų duomenys atskleidžia, kad „UPR sukeliančios molekulės gali būti veiksmingi antivirusiniai vaistai, nukreipti į šeimininką nuo virusų, kurie priklauso nuo ER procesų, kad palaikytų veiksmingą replikaciją“. Taigi UPR indukcija 6-TG ir 6-TGo gali būti naujas metodas, pagal kurį antivirusinį mechanizmą galėtų sukelti pati ląstelė šeimininkė. Tai buvo anksčiau nepripažintas unikalus veikimo mechanizmas, rašė komanda.
Baigdami jie parašė:„... šie duomenys rodo, kad 6-TG ir 6-TGo yra veiksmingi antivirusiniai vaistai, nukreipti į šeimininką, sukeliantys UPR ir sutrikdantys virusinių glikoproteinų kaupimąsi“.
„medRxiv“ skelbia preliminarias mokslines ataskaitas, kurios nėra recenzuojamos ir todėl, neturėtų būti laikomas galutiniu, vadovauti klinikinei praktikai/su sveikata susijusiam elgesiui, arba traktuojama kaip nustatyta informacija.