Nauka  / Artykuł

Niemieccy naukowcy mają nowy pomysł na walkę z wirusami. Chcą łapać je w żywe pułapki wewnątrz naszego organizmu

Obecny standard leczenia chorób wirusowych zakłada, że najpierw musi dojść do zarażenia wirusem naszych komórek, a potem jakoś to będzie. A co, gdyby udało nam się łapać wirusy przed kontaktem z komórkami?

Zasada działania jest dość prosta: wirus dostaje się do naszego organizmu i przed wniknięciem w komórki znajdujące się np. w naszych płucach, trafia na pojemnik, który z jego punktu widzenia wydaje się być bardzo atrakcyjny, więc próbuje go zarazić i… wpada w pułapkę bez wyjścia. Żegnaj grypo, nie będziemy tęsknić.

Żeby jednak ten projekt zrealizować, naukowcy z Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie, Wolnego Uniwersytetu Berlina, Uniwersytetu Technicznego w Berlinie, Uniwersytetu Humboldta i Instytutu Roberta Kocha potrzebowali sześciu lat na znalezienie (a właściwie to znalezienie i zmodyfikowanie) idealnej pułapki na wirusy grypy. Idealnym pojemnikiem okazała się skorupa bakteriofaga Qβ.

— Badania przedkliniczne pokazują, że jesteśmy w stanie unieszkodliwić zarówno sezonowe wirusy grypy, jak i ptasią grypę, za pomocą naszej chemicznie modyfikowanej skorupy faga. Jest to duży sukces, który oferuje zupełnie nowe perspektywy i rozwój nowych leków przeciwwirusowych - mówi prof. Christian Hackenberger z Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie.

Pułapka na grypę

Nowy inhibitor wykorzystuje funkcję, którą mają wszystkie wirusy grypy: na ich powierzchni znajdują się trójwartościowe receptory zwane białkiem hemaglutyniny, które przyczepiają się do cząsteczek cukru (kwasów sialowych) znajdujących się na powierzchni komórki tkanki płucnej. W trakcie infekcji wirusy zaczepiają swoją ofiarę - w tym przypadku komórki płuc - w podobny sposób, w jaki działają zapięcia na rzep - tj. reakcja zaczepiania się potrzebuje wielu wiązań, inaczej nie dojdzie do skutku.

To właśnie ta właściwość struktury powierzchniowej wirusów grypy zainspirowała badaczy do poszukania inhibitora, który wiązałby się z ich trójwartościowymi receptorami, symulując tym samym powierzchnię komórek tkanki płucnej.

Po wieloletnich poszukiwaniach idealnym kandydatem okazał się być fag Q-beta, który jest nieszkodliwym mieszkańcem naszych jelit. Ma on idealne właściwości powierzchniowe, a jego powłoka nadaje się doskonale do uzbrojenia jej w przynętę w postaci cząsteczek cukru (ligand), które wiążą się z receptorami hemaglutyniny wirusów.

— Innymi słowy, używamy zmodyfikowanego faga, aby wyłączyć wirusa grypy - tłumaczy Hackenberger

Żeby cały pomysł zadziałał, trzeba go jednak odpowiednio zmodyfikować. W tym celu niemieccy badacze opracowali procedurę wykorzystującą chemię syntetyczną i zmodyfikowane bakterie E. coli do produkcji i przyłączenia odpowiednich cząsteczek cukru do powłoki bakteriofaga. Tak zmodyfikowana pułapka jest już gotowa do użycia.

Co dalej? Czy odkrycie Niemców można przystosować do walki z SARS-CoV-2?

Kilka badań z wykorzystaniem modeli zwierzęcych i kultur komórkowych zakończyło się bardzo pozytywnie. Co więcej, Niemcy przetestowali, jak ich nowy wynalazek radzi sobie z łapaniem popularnych szczepów wirusa grypy występujących u ludzi i u ptaków. Zmodyfikowany fag okazał się być bardzo skuteczny w ich łapaniu. Wprowadzenie zmodyfikowanych bakteriofagów do kultury komórek płucnych zainfekowanych wirusem grypy bardzo szybko sprawiało, że wirusy błyskawicznie traciły zdolność do reprodukcji.

Wyniki niemieckich badań mają czym prędzej zostać zrewidowane pod kątem zastosowania ich rozwiązania do leczenia chorych na COVID-19, choroby wywoływanej przez koronawirusa SARS-CoV-2. Nie wiadomo jednak, czy do złapania koronawirusa nie trzeba będzie opracować nowej pułapki, która wiązałaby się w pełni z białkiem szczytowym wirusa, odpowiedzialnym właśnie za wiązanie się z błoną infekowanej przez niego komórki i aktywowanym przez enzym znajdujący się na powierzchni komórek płuca.

Aktywowane białka wirusa łączą się z ludzkim receptorem, kodowanym przez gen ACE2. Niewykluczone więc, że do opracowania pułapki na SARS-CoV-2 będziemy musieli opracować pułapkę z receptorami kodowanymi przez ten sam gen. Gdyby okazało się, że rzeczywiście da się tak zakodować zupełnie nieszkodliwe bakteriofagi, które po połączeniu się z komórkami wirusa uniemożliwiłyby mu dalsze rozmnażanie się i opracować jeszcze sposób na skuteczne dostarczenie takich pułapek do miejsc występowania wirusów w naszym organizmie, byłoby to z pewnością jednym z ważniejszych odkryć w historii medycyny.

Niestety opracowanie takich rzeczy zazwyczaj zajmuje sporo czasu. Nawet w tych wyjątkowych okolicznościach wątpię, żeby inhalator z odpowiednią i uniwersalną dawką pułapek na wirusy był gotowy w tym czy w przyszłym roku. Sama koncepcja daje jednak nadzieję, że podobne do tej pandemie w przyszłości nie będą miały już racji bytu. Chyba że pojawi się jeszcze bardziej złośliwy wirus, który postanowi zmienić zarażany przez siebie gatunek...

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst