Vedci zo Stanfordu-UCSF uvádzajú nový liek na prechladnutie v ľudských bunkách a myšiach

Dočasná deaktivácia jedného proteínu v našich bunkách nás môže chrániť pred bežným nachladnutím a inými vírusovými ochoreniami, podľa štúdie vedenej vedcami zo Stanfordovej univerzity a Kalifornskej univerzity-San Francisco.

Zistenia boli urobené v ľudských bunkových kultúrach a na myšiach.

Naše staré mamy sa nás vždy pýtali, „Ak si taký múdry, prečo ste nevymysleli liek na prechladnutie ?. Teraz máme nový spôsob, ako to urobiť. “

Jan Carette, PhD., docent mikrobiológie a imunológie

Prístup zacielenia na proteíny v našich vlastných bunkách fungoval aj na zastavenie vírusov spojených s astmou, encefalitídy a detskej obrny.

Prechladnutie, alebo s infekciami horných dýchacích ciest nesúvisiacimi s chrípkou, sú z väčšej časti nepríjemnosťou na celý týždeň. Sú tiež najčastejšou infekčnou chorobou na svete, stojí ekonomiku USA odhadom 40 miliárd dolárov ročne. Najmenej polovica všetkých prechladnutí je dôsledkom rinovírusových infekcií. Existuje zhruba 160 známych typov rhinovírusov, čo pomáha vysvetliť, prečo vám prechladnutie nezabráni, aby ste si o mesiac neskôr nedali ďalšiu. Aby to bolo ešte horšie, rhinovírusy sú veľmi náchylné na mutácie a ako výsledok, rýchlo si vyvinúť rezistenciu na lieky, ako aj vyhnúť sa imunitnému dohľadu spôsobenému predchádzajúcou expozíciou alebo vakcínou.

V štúdii, ktorá bude uverejnená online 16. septembra v Mikrobiológia prírody , Carette a jeho spoločníci našli spôsob, ako zastaviť širokú škálu enterovírusov, vrátane rhinovírusov, z replikácie v ľudských bunkách v kultúre, ako aj u myší. Tento výkon sa im podarilo vypnutím proteínu, v cicavčích bunkách a ktoré všetky enterovírusy zrejme potrebujú na replikáciu.

Carette zdieľa hlavné autorstvo s Or Gozani, MD, PhD., profesor biológie na Stanforde a Dr. Morris Herzstein profesor biológie; Raul Andino, PhD., profesor mikrobiológie a imunológie na UCSF; a Nevan Krogan, PhD., profesor bunkovej a molekulárnej farmakológie na UCSF. Hlavnými autormi sú bývalý postgraduálny študent Stanfordu Jonathan Diep, PhD., a postgraduálni vedci zo Stanfordu Yaw Shin Ooi, PhD., a Alex Wilkinson, PhD.

Známy a obávaný

Jedným z najznámejších a najobávanejších enterovírusov je poliovírus. Až do príchodu účinnej vakcíny v päťdesiatych rokoch minulého storočia, vírus spôsobil iba v USA každoročne paralýzu a smrť mnohým tisícom detí. Od roku 2014, iný typ enterovírusu, EV-D68, sa podieľa na záhadných dvojročných výbuchoch detskej obrny, akútna ochabnutá myelitída, v USA a Európe. Iné enterovírusy môžu spôsobiť encefalitídu a myokarditídu - zápal mozgu a srdca, resp.

Ako všetky vírusy, enterovírusy cestujú zľahka. Na replikáciu, využívajú výhody bielkovín v bunkách, ktoré infikujú.

Aby sme zistili, ktoré proteíny v ľudských bunkách sú rozhodujúce pre enterovírusovú plodnosť, vyšetrovatelia použili genómovú obrazovku vyvinutú v laboratóriu Carette. Vytvorili kultivovanú líniu ľudských buniek, ktoré mohli enterovírusy infikovať. Vedci potom pomocou úpravy génov náhodne deaktivovali jeden gén v každej z buniek. Výsledná kultúra obsahovala, v súhrne, bunky, ktorým chýba jeden alebo druhý z každého génu v našom genóme.

Vedci nakazili kultúru RV-C15, rhinovírus, o ktorom je známe, že zhoršuje astmu u detí, a potom s EV-C68, zapojený do akútnej ochabnutej myelitídy. V každom prípade, niektorým bunkám sa podarilo prežiť infekciu a plodiť kolónie. Vedcom sa podarilo zistiť, ktorý gén v každej prežívajúcej kolónii bol vyradený z prevádzky. Aj keď sú RV-C15 aj EV-D68 enterovírusy, sú taxonomicky odlišné a na vykonávanie svojich replikačných stratégií vyžadujú rôzne proteíny hostiteľských buniek. Takže, väčšina ľudských génov kódujúcich proteíny, z ktorých každý vírusový typ potreboval na svoj rast, bol iný, tiež. Existovalo však iba niekoľko jednotlivých génov, ktorých absencia potláčala schopnosť oboch typov dostať sa do buniek, replikovať, Vyrazte z bunkových hotelových izieb a vtrhnite do nových buniek. Zvlášť jeden z týchto génov vynikal. Tento gén kóduje enzým nazývaný SETD3. „To bolo jednoznačne nevyhnutné pre vírusový úspech, ale veľa sa o tom nevedelo, “Povedala Carette.

Vedci vytvorili kultúru ľudských buniek bez SETD3 a pokúsili sa ich nakaziť niekoľkými rôznymi druhmi enterovírusov-EV-D68, poliovírus, tri rôzne druhy rhinovírusov a dve odrody coxsackievirus, čo môže spôsobiť myokarditídu. Žiadny z týchto vírusov sa nemôže replikovať v bunkách s nedostatkom SETD3, aj keď sa ukázalo, že všetky sú schopné drancovať bunky, ktorých schopnosť produkovať SETD3 bola obnovená.

Vedci zistili 1. 000-násobné zníženie miery replikácie vírusu v ľudských bunkách bez SETD3, v porovnaní s kontrolami. Vyrazenie funkcie SETD3 v ľudských bronchiálnych epiteliálnych bunkách infikovaných rôznymi rinovírusmi alebo replikáciou rezu EV-D68 približne 100-násobne.

Nepriepustné myši

Myši bioinžinierstvo, ktorým úplne chýba SETD3, rástli do zdanlivo zdravej dospelosti a boli plodné, napriek tomu boli odolné voči infekcii dvoma odlišnými enterovírusmi, ktoré môžu spôsobiť paralytickú a smrteľnú encefalitídu, dokonca aj vtedy, keď boli tieto vírusy vstreknuté priamo do mozgu myší krátko po ich narodení.

„Na rozdiel od bežných myší, myši s deficitom SETD3 neboli vírusom úplne ovplyvnené, „Povedala Carette.“ Bol to vírus, ktorý bol vo vode mŕtvy. nie myš. "

Enterovírusy, vedci sa dozvedeli, nemajú využitie v časti SETD3, ktorú bunky používajú na rutinnú enzymatickú aktivitu. Namiesto toho, enterovírusový vozík okolo proteínu, ktorého interakcia s inou časťou molekuly SETD3, nejakým zatiaľ neznámym spôsobom, je nevyhnutné pre ich replikáciu.

„To nám dáva nádej, že môžeme vyvinúť liek so širokou antivírusovou aktivitou nielen proti bežnému nachladnutiu, ale možno proti všetkým enterovírusom, bez narušenia pravidelnej funkcie SETD3 v našich bunkách, “Povedala Carette.

Carette a Gozani sú členmi spoločnosti Stanford Bio-X a Stanfordského inštitútu pre výskum zdravia matiek a detí, ako aj fakulty zo Stanfordu ChEM-H. Gozani je členom Stanfordského rakovinového inštitútu.

• Črevné bakteriálne zmeny ovplyvňujú výsledky liečby lupusu v tehotenstve
• Nové úsilie o štúdium gastrointestinálnych plynov a ich vplyvu na črevné poruchy