14.04.2020 - Cornell University

Suche nach Heilung von COVID: Vielversprechenden ersten Schritt in der antiviralen Behandlung gefunden

Forscher der Cornell-Universität haben ein mögliches Ziel für eine antivirale Behandlung von COVID-19 identifiziert.

Die Forscher wollten zunächst die Struktur und die Merkmale von SARS-CoV (Coronavirus des schweren akuten respiratorischen Syndroms) und MERS-CoV (Coronavirus des respiratorischen Syndroms des Nahen Ostens) analysieren, wobei der Schwerpunkt auf dem Spike-Protein - insbesondere dem Fusionspeptid - liegt, das es diesen Viren ermöglicht, Zellen durch Übertragung ihres Genoms zu infizieren.

Als die aktuelle Pandemie eskalierte, verglichen die Forscher die biologischen Sequenzen der Fusionspeptide von SARS-CoV mit SARS-CoV-2, dem Virus, das COVID-19 verursacht, und stellten eine 93-prozentige Übereinstimmung fest.

Susan Daniels Labor ist auf die Biophysik der Zellmembranhülle spezialisiert; Gary Whittakers Team untersucht den Eintritt von Influenza- und Coronaviren in Wirtszellen. Die Gruppe von Gary Whittaker untersucht den Eintritt von Influenza- und Coronaviren in die Wirtszellen. Ihre kombinierte Gruppe erforscht das komplizierte Verfahren der Membranfusion - ein kritischer Teil des Mechanismus, über den sich Coronaviren ausbreiten.

Die Membranfusion ist ein mehrstufiger Prozess, der damit beginnt, dass das Virus erkennt, dass es den richtigen Zelltyp gefunden hat, um zu infizieren. Zu diesem Zweck erhält das Virus eine Rückmeldung aus der chemischen Umgebung, einschließlich Hinweisen wie dem Rezeptor, den die Wirtszelle präsentiert. Das Virus heftet sich dann über das Spike-Protein an den Rezeptor der Wirtszelle.

Dann interagiert ein Stück des Spike-Proteins, das so genannte Fusionspeptid, direkt mit der Wirtszellmembran und erleichtert die Verschmelzung zu einer Fusionspore, einer Öffnung. Durch diese Pore überträgt das Virus dann sein Genom in die Wirtszelle. Diese genomischen Anweisungen steuern im Wesentlichen die Maschinerie des Wirts, um weitere Viren zu produzieren.

Die Gruppe fand heraus, dass Kalziumionen, die mit dem Fusionspeptid interagieren, die Struktur des Peptids und seine Wechselwirkung mit Membranen auf eine Weise verändern können, die eine Infektion bei MERS und SARS begünstigt. Jetzt wenden die Forscher ihre Aufmerksamkeit auf SARS-CoV-2, weil die Fusionspeptide in allen drei Viren konsistent sind.

Das Team hofft, dass die Forschung einige der chemiebezogenen Fragen im Zusammenhang mit COVID-19 erhellen kann, z.B. wie es in den Menschen eindringen konnte, welche chemischen Hinweise diesen Prozess erleichtert haben und warum sich das Virus in den Atemwegen so leicht vermehren kann. Die Ergebnisse des Teams haben zu einer zusätzlichen Finanzierung durch die National Institutes of Health (NIH) im Rahmen ihres Forschungsprojekt-Zuschussprogramms geführt, um einen Antikörper zu entwickeln, der den Eintritt des Virus blockieren könnte, indem er mit dem Fusionspeptid interagiert.

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