یک پروتئین تازه شناسایی شده ممکن است عامل اصلی پیروزی در سرماخوردگی باشد
غیرفعال کردن این پروتئین در سلول های انسانی و موش ها ایمنی را برای طیف وسیعی از ویروس ها فراهم می کند ، اما یک درمان موثر هنوز راه طولانی ندارد
توسط Simon Makin در تاریخ 17 سپتامبر 2019
یک پروتئین تازه شناسایی شده ممکن است عامل اصلی پیروزی در سرماخوردگی باشد
ویروس ذرات رینو ویروس 16 انسان. اعتبار: Getty Images
دفاع در برابر ویروس ها یکی از جدی ترین مشکلات پزشکی است. واکسن ها یک موفقیت بزرگ هستند اما هنوز هم می توانند بخشی از ویروسهای شناخته شده را از بین ببرند. آنها با "آموزش" سیستم ایمنی بدن ما را برای شناسایی ویروس خاص کار می کنند تا در صورت لکه دار شدن آن در آینده ، بتواند پاسخ ایمنی مؤثر داشته باشد. روش دیگر استفاده از آنتی ویروس ها است که از تکثیر ویروس ها جلوگیری می کند و در صورت سریع اجرا می توان از آن برای درمان عفونت فعلی استفاده کرد. با وجود این ، ایجاد ویروس های ایمن دشوار است ، زیرا ویروس ها برای تکثیر از ماشین های سلولی خود میزبان استفاده می کنند ، بنابراین تداخل می تواند به سلول های میزبان آسیب برساند.
یک مشکل برای هر دو روش ، تنوع عظیم پاتوژن های ویروسی است. به عنوان مثال ، گروه ویروسی مسئول حداقل نیمی از کلیه موارد سرماخوردگی - رینوویروس - حداقل 160 نوع مختلف دارد. ایجاد بیش از 100 واکسن برای درمان یک بیماری بدیهی است که عملی نیست و در هر صورت ویروس های دیگر نیز باعث سرماخوردگی می شوند. پیچیده تر این که بسیاری از ویروس ها می توانند به طریقی جهش پیدا کنند که باعث می شود در مقابل داروها مقاوم شوند یا قادر به غلبه بر ایمنی باشند. به همین دلیل یک هدف مهم در ویروس شناسی تولید آنتی ویروس های "طیف گسترده" است که به طور همزمان در برابر بسیاری از ویروس ها مؤثر است.
در مطالعهای که روز دوشنبه در طبیعت میولوژی منتشر شد ، میولوژیست جان کارته از دانشگاه استنفورد و همکارانش گزارش دادند که ژن انسانی پیدا کرده است که پروتئین لازم را برای عملکرد بسیاری از ویروسهای ویروسی تولید می کند ، جنسیتی که شامل رینو ویروس ها است. آزمایش در سلولهای انسانی و موشها نشان داد طیف وسیعی از ویروس ویروسها بدون این پروتئین میزبان نمی توانند تکثیر شوند. این کار می تواند راه را برای ضد ویروسی های مؤثر در برابر بیماری های مختلف - از جمله بیشتر موارد سرماخوردگی - هموار کند و روشن کند که چگونه ویروس ها از سلول سلولی میزبان خود سوء استفاده می کنند. آن پالمنبرگ ، ویروس شناس دانشگاه ویسکانسین مادیسون ، می گوید: کارت و همکارانش "برای پیدا کردن این ژن و پیدا کردن آن به اینجا سفر کرده اند." در آن "این یک اثر زیبا است."
تبلیغات
ویروس ویروس ها همچنین شامل پلی ویروسی ، كاكساكی ویروس (كه باعث میوكاردیت یا التهاب قلب) می شود و EV-D68 ، ویروسی كه به میلییت حاد شكاف مرتبط است. محققان برای جستجوی مشترکات بین این ویروس ها ، از فناوری ویرایش ژنهای مهم برای غیرفعال کردن ژنهای مجزا از سلولهای انسانی رشد یافته در یک ظرف آزمایشگاهی استفاده کردند. ابتدا آنها یک بانک سلول ایجاد کردند که هرکدام فاقد ژن متفاوتی بود و کل ژنوم انسان را در بر می گرفت. سپس آنها این سلول ها را به دو ویروس ویروس آلوده کردند: EV-D68 و یک نوع رینوویروس "نوع C" به نام RV-C15. حالت دوم یک نوع رینو ویروس نسبتاً تازه کشف شده است که می تواند علائم آسم را به طور جدی تشدید کند و خطر ابتلا به نوزادان آلوده به آسم و بیماری انسدادی مزمن ریه را افزایش می دهد. اگرچه هر دو ویروس ویروس هستند ، اما EV-D68 و RV-C15 روابط نسبتاً دور هستند که بیشتر از پروتئینهای مختلف سلول میزبان استفاده می کنند. سپس این تیم با بررسی معدودی از مواردی که عدم وجود آنها هر دو ویروس را خنثی کرده است ، بررسی کردند که ژنهای موجود در سلولهای موجود در سلولها که همچنان به شکوفا می شوند ، شکوفا می شوند. علاوه بر دو ژن تولید کننده پروتئین هایی که به آنتی ویروسها احتیاج دارند ، یکی از آنها کمی شناخته شده است: SETD3 ، که یک پروتئین به همین نام ایجاد می کند.
Carette و همکارانش در ادامه بررسی کردند که بطور کلی انتروویروسها به پروتئین SETD3 بستگی دارند. آنها سلولهایی فاقد SETD3 ایجاد کردند و آنها را به هفت ویروس نماینده گونه های مختلف انترو ویروسهای انسانی آلوده کردند: یکی از هر سه نوع رینو ویروس (A ، B و C) ، پلی ویروسی ، دو نوع Coxsackievirus و EV-D68. هیچکدام از اینها نمی توانند در سلولهای کمبود SETD3 شکوفا شوند - میزان تکثیر آنها در مقایسه با سلولهای کنترل که دارای ژن بودند 1000 برابر کاهش یافت. کارت می گوید: "ما به سختی می توانیم هر ویروسی را که در سلول های حذفی تکثیر می شود تشخیص دهیم." این یافته ها نشان می دهد که هدف قرار دادن SETD3 می تواند یک درمانی گسترده و مؤثر ایجاد کند. وی گفت: "ما واقعاً سعی کردیم تنوع enterovirus هایی را که مورد غربالگری قرار گرفته ایم ، به حداکثر برسانیم و [SETD3] برای همه آنها مهم بود. کارته می گوید: "اگر این ویروس ویروسی وجود داشته باشد که به این فاکتور میزبان احتیاج ندارد تعجب خواهم کرد." این روند در یک رده سلولی سرطان بطور گسترده استفاده می شود ، اما این گروه آزمایشات را در نوع سلول که در قسمت ورودی ریه ها است ، تکرار کردند. و به نتایج مشابهی چشمگیر رسید ویبرای ویروس های تنفسی مانند کرگدن
تخمدان و EV-D68 ، قسمت مهم سلولهای اپیتلیال برونشی است ، زیرا این ویروس ها در واقع همانند سازی هستند. "
سرانجام ، Carette و تیم او موش هایی را تولید کردند که از نظر ژنتیکی فاقد ژن SETD3 بودند. وی گفت: "به تعجب بزرگ ما ، اگر موش هایی را تهیه کنید که فاقد این آنزیم SETD3 باشند ، آنها زنده و از نظر ظاهری سالم هستند." آنها یک نقص را پیدا کردند: موش ها در زایمان مشکل داشتند. در یک مطالعه اخیر ، زیست شناس یا Gozani ، همچنین در استنفورد و نویسنده ارشد تحقیق جدید و همکارانش دریافتند که ، در فرآیندی به نام متیلاسیون ، پروتئین SETD3 اکتین را اصلاح می کند ، پروتئینی که در شکل و تقسیم سلولی مهم است و انقباض عضلات کارت می گوید: "به نظر می رسد که متیلاسیون اکتین برای انقباض عضلات صاف هنگام زایمان مهم است." او و همکارانش این موشها را به دو ویروس ویروس- Coxsackievirus و EV-A71 تزریق کردند ، که هر دو عامل بیماری عصبی کشنده شامل فلج و التهاب مغز هستند. موش های از دست رفته SETD3 از نظر هر دو ویروس مصون هستند.
محققان بعدی تلاش کردند تا بدانند که چرا ویروس ها به پروتئین SETD3 احتیاج دارند. آنها عملکرد طبیعی آن (نقش اصلاح کننده اکتین) را رد کردند و امید داشتند که بتواند به روش هایی که با این عملکرد تداخل ندارند ، هدف قرار گیرد. فراتر از آن ، آنها فقط آن را محدود کردند تا کاری را برای همانند سازی انجام دهند. ویروس ها از ترکیبی از مؤلفه های خود و قطعاتی که از سلول ربوده می شوند ، برای ساختن یک "مجموعه تکرار" که مانند دستگاه کپی عمل می کند ، استفاده می کنند. کارت می گوید: "ویروس وارد می شود ، اما نمی تواند شروع به ساختن فتوکپی های خودش کند." "این نیاز به این SETD3 به عنوان بخش اساسی این فتوکپی است."
دو احتمال وجود دارد: یا ویروس ها از روش SETD3 به روشی منحصر به فرد استفاده می كنند ، یا آنها یك عملكرد هنوز ناشناخته SETD3 را انتخاب می كنند. احتمال دوم این است که داروهایی که با هدف قرار دادن SETD3 می توانند عوارض جانبی پیش بینی نشده ای داشته باشند. "قبل از اینکه بدانیم آیا می توانیم ضد ویروسی ایجاد کنیم که این پروتئین را هدف قرار دهد ، طولانی است. ما در حال صحبت کردن سالها کار هستیم. "می گوید: میولوژیست وینسنت راکانیلو از دانشگاه کلمبیا ، که در مطالعه جدید شرکت نکرد. "فقط به این دلیل که می توانید آن را در موش ها بیرون بیاورید ، به این معنی نیست که می توانید آن را در افراد مصرف کنید." تنها راه برای اطمینان برای اینکه آیا یک داروی هدفمند SETD3 برای انسان سمی بود آزمایش این آزمایش در یک آزمایش کوچک انسانی است. راکانیلو می گوید: "و اگر اینطور باشد ، پایان داستان است." "این واقعاً اشتیاق من را تحریک می کند."
تبلیغات
پالمنبرگ می گوید ، دانستن اینکه ویروس ها از SETD3 برای چه مواردی استفاده می کنند ، تا حد زیادی احتمال این هدف جدید را که منجر به درمان مؤثر شود ، تعیین می کند. این سؤالاتی از قبیل اینکه چه بخشی از SETD3 باید مسدود شود تا از تکرار ویروس جلوگیری شود ، پاسخ خواهد داد و آیا این مقدار در بسیاری از ویروس های ویروس به طور یکنواخت اعمال می شود یا خیر. این اطلاعات تعیین می کند که یک روش درمانی ، نحوه تحویل آن و حتی امکان پذیر بودن آن چگونه خواهد بود. پالمنبرگ می گوید: "ما فقط نمی دانیم ، زیرا نمی دانیم چرا ویروس در درجه اول به پروتئین متصل می شود."
علاوه بر رسیدگی به چنین سؤالاتی ، تیم Carette قصد دارد با غربالگری مواد شیمیایی که یا متقابل enteroviruses را با تعامل با SETD3 متوقف می کنند یا پروتئین را تخریب می کند ، نامزدهای دارویی را جستجو کند. او می گوید: "ما هدف داریم اما هنوز دارو نیست." در نهایت ، او و همکارانش امیدوارند مشکل ویروس های ایجاد مقاومت در برابر دارو را دور بزنند. آنتی ویروس های سنتی پروتئین های ویروسی را هدف قرار داده و آنها را برای از بین بردن ویروس ها آسان می کند. کارت می گوید: "ما این کار را با روشی بسیار دورتر انجام می دهیم ، جایی که شما یک پروتئین میزبان را هدف قرار می دهید ، بنابراین ویروس نمی تواند به سادگی محل اتصال دارو را تغییر دهد." این روش به عنوان درمان با میزبان شناخته می شود ، زیرا این درمان چیزی را در میزبان ایجاد می کند که ویروس باید به آن عمل کند. کرت می گوید: "این پتانسیل وجود دارد که طیف گسترده ای داشته باشد ، و احتمال بروز مقاومت ضد ویروسی نیز کمتر است." "شور و شوق واقعی برای این نوع رویکرد وجود دارد."
منبع :scientificamerican.com
گردشگری سلامت
درباره این سایت