REKLAMA
Autor: Redakcja mgr farm Opublikowano: 19 marca 2020

Polski wkład w walkę z koronawirusem

Artykuł pochodzi z serwisu
REKLAMA

Pandemia stałą się faktem – 158 tysięcy zarażonych, 5900 zgonów na całym świecie. W naszym kraju sytuacja epidemiologiczna zmienia się także niezwykle dynamicznie – tempo przyrostu nowych rozpoznań ma charakter wykładniczy. Wprowadzony stan zagrożenia epidemiologicznego nie spowalnia jednak pracy środowisk naukowych.

Tydzień temu w sieci pojawił się preprint publikacji naukowej, stworzonej pod kierownictwem Polaka, profesora Marcina Drąga. Opisane odkrycie dotyczące zidentyfikowania kluczowego białka dla SARS-CoV-2 może przynieść znaczący przełom w walce z pandemią COVID-19.

Polak najlepszy

O profesorze Drągu zrobiło się głośno w ubiegłym roku, kiedy to został laureatem nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. W uzasadnieniu podano, iż wyróżniony został za za opracowanie nowej platformy technologicznej umożliwiającej otrzymywanie związków biologicznie aktywnych, w szczególności inhibitorów enzymów proteolitycznych.  Platforma ta może służyć do opracowywania nowych terapii, leków czy metod diagnostycznych. Proteazy mają ogromne znaczenie w badaniach biomedycznych. Monitorowanie aktywności proteaz jest możliwe przy użyciu markerów molekularnych i inhibitorów, czyli związków hamujących aktywność poszczególnych proteaz. Właśnie projektowaniem i syntezą tego rodzaju związków biologicznie aktywnych, służących selektywnemu wykrywaniu i blokowaniu aktywności proteaz zajmuje się zespół prof. Drąga.

REKLAMA

Opracowana przez niego technologia – Hybrydowa Kombinatoryczna Biblioteka Substratów, HyCoSuL –  umożliwia zaprojektowanie i otrzymanie wysoce aktywnych i selektywnych narzędzi chemicznych w postaci substratów, inhibitorów i markerów chemicznych. Profesor Drąg wraz ze współpracownikami, łącząc chemię, biochemię i biologię molekularną wykorzystał to podejście badawcze do zbadania wielu ważnych medycznie enzymów. W swoich badaniach zespół profesora Marcina Drąga współpracuje obecnie z ponad trzydziestoma zespołami naukowymi z placówek akademickich z całego świata, a także firmami biotechnologicznymi oraz farmaceutycznymi.

REKLAMA

To niezwykłe, ale od początku swojej kariery naukowej pracuje na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej – na niej w roku 2003 otrzymał tytuł doktora, osiem lat później habilitację, a w roku 2016 tytuł profesorski. Związany jest również z instytutem Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute w USA. Pracował też m.in. we francuskiej École de Chimie w Montpellier (Francja), na Politechnice Wiedeńskiej (Austria) czy na Emory University w Atlancie (USA). Na swoim koncie ma już dziewięć patentów i blisko 110 prac naukowych opublikowanych w najwyższej klasy czasopismach m.in. „Proceedings of the National Academy of Sciences”, „Nature Reviews Drug Discovery”, „Nature Communications”, „Nature Protocols”, „Nature Chemical Biology”, „Journal of the American Chemical Society” czy „Chemical Science”. Były one cytowane ponad 2 tys. razy, co zapewniło prof. Drągowi wskaźnik Hirscha sięgający 28.

HyCoSuL a SARS-CoV-2

Technologia opracowana przez profesora Marcina Drąga może znaleźć i już znajduje wiele zastosowań we współczesnej medycynie i farmakologii. Naukowcy pracują nad narzędziami do badań wielu innych proteaz np. proteaz z wirusa Zika, Dengi czy SARS.

Od kilku lat zespół prof. Drąga współpracuje z grupą prof. Rolfa Hilgenfelda z Lübeck University w Niemczech.  Prof Hilgenfeld miał olbrzymi wpływ na wygaszenie poprzedniej epidemii SARS – podczas pandemii SARS w 2002 r. prof. Hilgenfeld opublikował trójwymiarową strukturę proteazy wirusa SARS i jej pierwszego inhibitora. Na początku lutego tego roku, kiedy tylko prof. Hilgenfeld uzyskał enzym – proteazę koronawirusa SARS-CoV-2 – przywiózł ją do Katedra Chemii Biologicznej i Bioobrazowania, w której pracuje prof. Drąg. Okazało się, że proteaza obecnego wirusa SARS-Cov2 jest bardzo podobna do proteazy wirusa SARS-CoV z 2002 r., nad którą pracował prof. Hilgenfeld. Ze względu na bliski związek filogenetyczny między SARS-CoV-2 a SARS-CoV, ich główne proteazy mają wiele wspólnych cech strukturalnych i funkcjonalnych.

Główna proteaza (ang. main protease, Mpro, znana również jako 3CLpro), jest jednym z koronawirusowych białek niestrukturalnych, wyznaczonych jako potencjalny cel dla rozwoju leków.  Mpro rozszczepia wirusowe poliproteiny, wytwarzając dwanaście białek niestrukturalnych (Nsp4-Nsp16), w tym zależną od RNA polimerazę RNA (RdRp, Nsp12) i helikazę (Nsp13). Hamowanie Mpro zapobiegałoby replikacji wirusa, a zatem stanowi jedną z potencjalnych strategii przeciw koronawirusom.

Z punktu widzenia projektowania i syntezy nowych inhibitorów Mpro, kluczową cechą obu enzymów jest ich zdolność do rozszczepiania wiązania peptydowego po glutaminie w pozycji P1. SARS-CoV Mpro tnie poliproteiny w sekwencji Leu-Gln ↓ (Ser, Ala, Gly)  – gdzie ↓ oznacza miejsce cięcia – co wydaje się być zachowanym wzorem tej proteazy. Zdolność hydrolizy wiązania peptydowego po resztach glutaminowych obserwuje się również dla głównych proteaz innych koronawirusów, ale nie jest znana dla ludzkich enzymów. Ta obserwacja, wraz z dalszymi badaniami nad Mpro, może potencjalnie prowadzić do powstania nowych inhibitorów przeciw koronawirusowi o szerokim spektrum działania przy minimalnych skutkach ubocznych.

Gdyby opracować lek, który hamowałby działanie tego enzymu, to praktycznie  koronawirus zostanie pozbawiony swojej aktywności. Bezpłatnie udostępniony preprint to jedna z najważniejszych informacji, jakie można mieć o tym enzymie – to jego pełna preferencja substratowa. Badania te pokazują, z jakimi aminokwasami enzym może się wiązać w kluczowych pozycjach. Dzięki nim możemy stworzyć mapę najważniejszego miejsca tego enzymu i dopasowywać do niego choćby leki, które już znajdują się na rynku – mówi naukowiec. Z przeprowadzonych badań mogą już teraz korzystać chemicy czy firmy, aby tworzyć nowe związki bioaktywne dla wirusa SARS-CoV-2, a nawet firmy do opracowania testów diagnostycznych, które pozwalałyby szybciej ustalić, czy ktoś ma koronawirusa.

Artykuł pochodzi z serwisu
REKLAMA
REKLAMA

Udostępnij tekst w mediach społecznościowych