Θα μπορούσε να αποτραπεί η είσοδος του κορωνοϊού στα κύτταρά μας;

Πώς θα μπορούσε να αποτραπεί η είσοδος του νέου κορωνοϊού στο κύτταρο ξενιστή, ώστε να  αποτραπεί η μόλυνση; Μια ομάδα βιοϊατρικών επιστημόνων έχει κάνει μια ανακάλυψη που δίνει μια πιθανή λύση στην αποφυγή της λοίμωξης.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Maurizio Pellecchia στη Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Riverside της Καλιφόρνια, ανέφεραν στο περιοδικό Molecules ότι δύο πρωτεάσες – ένζυμα, διασπούν τις πρωτεΐνες που βρίσκονται στην επιφάνεια των κυττάρων ξενιστών και είναι υπεύθυνες για την επεξεργασία της εισόδου του ιού στο κύτταρο. Αναστολή αυτών των ενζύμων μπορεί να αποτρέψει την είσοδο του νέου κορωνοϊού στο κύτταρο ξενιστή.

Πώς θα μπορούσε να αποτραπεί η είσοδος του κορωνοϊού στο κύτταρο ξενιστή;

Η εξωτερική επιφάνεια του κορωνοϊού, περιέχει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται spike γλυκοπρωτεΐνη ή S-glycoprotein. Η S- γλυκοπρωτεΐνη είναι σημαντική για την είσοδο των ιικών σωματιδίων στα κύτταρα ξενιστές. Οι πρωτεάσες των κυττάρων-ξενιστών πρέπει να διασπάσουν αυτήν την πρωτεΐνη της επιφάνειας των ιών, για να επιτρέψουν την είσοδο του ιού στα κύτταρα.

Το εργαστήριο του Pellecchia και οι συνεργάτες του, έχουν αναγνωρίσει ότι εκτός από μια ήδη προσδιορισμένη πρωτεάση που ονομάζεται TMPRSS2, ο SARS-CoV2 θα μπορούσε να υποβληθεί σε επεξεργασία και από μια επιπλέον ανθρώπινη πρωτεάση, που ονομάζεται φουρίνη, που ευθύνεται επίσης για την είσοδο του ιού στα κύτταρά μας.

«Η χρήση της πρωτεάσης φουρίνης είναι ένας κοινός μηχανισμός εισόδου στο κύτταρο, τόσο από ιογενείς πρωτεΐνες σύντηξης, όσο και από ορισμένες βακτηριακές τοξίνες», δήλωσε ο Pellecchia, καθηγητής βιοϊατρικών επιστημών και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας. Ο SARS-CoV2 χρησιμοποιεί και αυτόν τον μηχανισμό εισόδου. Η φύση της «πρωτεολυτικής διάσπασης» της S-γλυκοπρωτεΐνη, μπορεί να καθορίσει εάν αυτός ο ιός μπορεί να μεταδοθεί σε διάφορα είδη, για παράδειγμα από νυχτερίδες ή καμήλες στον άνθρωπο.

Η πρωτεΐνη σύντηξης, συνδυάζει τις ιδιότητες πολλών πρωτεϊνών. Η πρωτεολυτική διάσπαση είναι η διαδικασία διάσπασης των πεπτιδικών δεσμών μεταξύ των αμινοξέων σε μια πρωτεΐνη, που έχει ως αποτέλεσμα την αποκοπή της πρωτεΐνης. Η S-γλυκοπρωτεΐνη του κορωνοϊού, περιέχει τρεις θέσεις διάσπασης που επεξεργάζονται οι πρωτεάσες του ανθρώπινου ξενιστή. Η ακριβής φύση και η ακολουθία αυτών των θέσεων διάσπασης και οι αντίστοιχες πρωτεάσες επεξεργασίας τους, είναι σε θέση να καθορίσουν το επίπεδο της παθογένειας και το εάν ο ιός μπορεί να μεταπηδήσει σε διάφορα είδη.

Ο Pellecchia εξήγησε ότι η τοξίνη του άνθρακα, όπως συμβαίνει με τον SARS-CoV2, απαιτεί επεξεργασία από την ανθρώπινη φουρίνη για τη μόλυνση των μακροφάγων (τύπος λευκών αιμοσφαιρίων). Χρησιμοποιώντας την τοξίνη του άνθρακα ως σύστημα μοντέλου, η ομάδα βρήκε έναν αναστολέα, τόσο της TMPRSS2, όσο και της φουρίνης, σε κυτταρικά και ζωικά μοντέλα, που μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά την είσοδο της τοξίνης στα κύτταρα.

Σημειώνεται ότι μια κλινική μελέτη σε ασθενείς με COVID-19, άρχισε πρόσφατα να χρησιμοποιεί το camostat ως αναστολέα της TMPRSS2. Ωστόσο, σύμφωνα με τον Pellecchia, το camostat δεν αναστέλλει ικανοποιητικά την φουρίνη, οπότε χρειάζονται επιπλέον μελέτες για την ανάπτυξη επιπρόσθετων αναστολέων πρωτεάσης ή ενός συνδυασμού αναστολέων, που να μπορούν ταυτόχρονα να στοχεύσουν τόσο την TMPRSS2, όσο και τη φουρίνη και να αποτρέπουν την είσοδο του SARS-CoV2 στο κύτταρο ξενιστή. Σημείωσε, επίσης, ότι η γενετική απομάκρυνση της φουρίνης σε κυτταρικές εργαστηριακές μελέτες, απέτυχε να σταματήσει την είσοδο του ιού, υποδηλώνοντας ότι η TMPRSS2 παραμένει η πιο σχετική πρωτεάση για την αποτροπή της εισόδου του ιού.

Ο SARS-CoV2, σε αντίθεση με άλλα λιγότερο παθογόνα στελέχη, μπορεί να χρησιμοποιήσει αποτελεσματικά τόσο την TMPRSS2 όσο και τη φουρίνη, για να εισβάλει στα κύτταρα. Όπως εξήγησε ο Pellecchia, η TMPRSS2 είναι πιο άφθονη στους πνεύμονες, ενώ η φουρίνη εκφράζεται σε άλλα όργανα του σώματος, γεγονός που μπορεί να εξηγήσει το γιατί ο SARS-CoV2 είναι ικανός να εισβάλει και να βλάψει πολλαπλά όργανα, μεταξύ αυτών και το επιθήλιο του γαστρεντερικού σωλήνα.

Το εργαστήριο του Pellecchia έχει ήδη εντοπίσει ισχυρούς και αποτελεσματικούς προκλινικούς αναστολείς της φουρίνης, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αντιμετώπιση της COVID-19, ίσως σε συνδυασμό με άλλα φάρμακα, όπως το camostat ή ο αναστολέας της TMPRSS2.