Vědci navrhli lepší způsob prevence virů, které způsobují dětské respirační infekce

Antivirový peptid se skládá ze tří vývrtek (zelená), které obklopují fúzní protein viru (oranžová), aby zabránily viru ve vstupu do buněk. Gellmanova laboratoř přidala do peptidu (v purpurové barvě) jedinečnou beta aminokyselinu způsobem, který neinterferoval s touto důležitou interakcí a dělal peptid robustnějším. Uznání: Images by Victor Outlaw

Syntézou krátkého proteinového fragmentu nebo peptidu, který zabraňuje připojení lidských virů parainfluenzy k buňkám, vyvinuli vědci metodu v modelech hlodavců, která má pomoci dětem být zdravými.

Lidské viry parainfluenzy nebo HPIV jsou hlavní příčinou dětských respiračních infekcí, které jsou zodpovědné za 30% až 40% onemocnění, jako jsou záď a zápal plic. Viry postihují také starší osoby a osoby s poškozeným imunitním systémem.

U nemocných lidí se HPIV musí připojit k buňkám a vstříknout jejich genetický materiál, aby mohly začít vytvářet nové viry. HPIV3 je nejběžnější z virů. V současné době neexistují žádné schválené vakcíny nebo antivirotika proti infekci HPIV3 u lidí.

Ve studii vedené laboratoří Sama Gellmana na katedře chemie na University of Wisconsin – Madison a laboratoří Anny Moscony a Matteo Porotta v Columbia UniversityVědci stavěli na mnohaleté práci na léčbě peptidy, aby vytvořili jeden schopný blokovat proces připojení HPIV3.

Vědci zveřejnili svá zjištění minulý měsíc Journal of the American Chemical Society.

K proniknutí do hostitelských buněk používají HPIV speciální fúzní proteiny podobné třem vývrtkám umístěným vedle sebe. Rané práce v laboratoři Moscona-Porotto ukázaly, že vědci mohou extrahovat zlomek tohoto proteinu z HPIV3, zavést tento peptid do viru a zabránit vývrtce ve spuštění procesu infekce. Peptid, sám o sobě vývrtka, způsobuje zipy s virovými vývrtkami a vytváří těsnou sadu šesti tvarů vývrtky.

Nový peptid bude v těle přetrvávat déle, takže je přibližně třikrát účinnější v prevenci infekce u hlodavců na modelech onemocnění než v původní formě.

Tým výzkumníka začal pokusem připravit původní peptid, aby lépe odolával trávení bílkovin v těle, což může bílkoviny snadno rozkládat a znehodnotit. Gellmanova laboratoř se tedy obrátila na neobvyklé stavební kameny a vytvořila mnohem koncentrovanější peptid.

Buňky produkují bílkoviny z alfa aminokyseliny. Chemici však mohou produkovat kyselinu beta-beta, která je podobná, ale obsahuje více uhlíku atom. Pokud se používají peptidy, jedná se o beta amino kyselina stavební bloky, vždy se liší tvarem kvůli přebytečným atomům. To pomáhá peptidu skrýt se před enzymy trávícími bílkoviny a žít déle.

Vědci však také zjistili, že pokud by se tvar peptidu významně změnil v důsledku abnormálních stavebních bloků, pravděpodobně by se nedostal do fúzního proteinu vývrtky v HPIV.

Právě tam se staly kritickými desetiletí laboratorních zkušeností Gellman a modifikace peptidů obsahujících beta aminokyselinu.

„Víme, která strana peptidu se váže na proteinový cíl. Takže (víme, že můžeme) modifikovat pouze zbytky, které se přímo neúčastní vazby virových proteinů,“ řekl. Postgraduální výzkumný pracovník laboratoře Victor Outlaw a jeden ze spoluautorů zprávy. Při laboratorních testech zjistili, že pečlivě upravený peptid se stále silně váže na virový protein.

V dalším zdokonalení vedeném laboratoří Mosona-Porotto vědci navázali peptid na molekulu cholesterolu. Toto přidání tuku pomáhá peptidu klouzat dolů po mastné buněčné membráně, kde je nejvíce odolný vůči virům.

“Naše hypotéza je, že kombinace beta aminokyseliny a cholesterolu zvýší antivirovou účinnost,” říká Outlaw, který vysvětluje, že cholesterol pomáhá dostat peptid tam, kam potřebuje, přičemž se mění ve formě z beta aminokyseliny, která umožňuje peptid, aby zůstal vyšší v těle.

Jak očekávala výzkumná skupina, když podávali nový peptid myším z bavlny, vydržel v plicích mnohem déle než předchozí verze díky své odolnosti vůči trávení enzymy. Peptid je dodáván do nosu krysy.

Aby se zjistilo, jak dobře peptid pracoval, aby zabránil infekci, myši z bavlny dostaly nový peptid předtím, než byly vystaveny HPIV3. Ve srovnání se zvířaty, kterým nebyly podávány antivirové peptidy, měla zvířata, kterým byl podáván vylepšený peptid, v plicích 10krát méně virů.

A ve srovnání s peptidem, který je snadněji absorbován enzymy, tvrdší peptid snížil virovou zátěž asi třikrát, což naznačuje, že schopnost nového peptidu zabránit trávení v těle mu pomáhá lépe. Blokovat infekci.

I když tato metoda dosud nebyla testována na lidech a vědci musí systém dále zdokonalit a otestovat, poskytuje novou strategii pro potenciální prevenci nebo léčbu těchto běžných infekcí.

Spolupráce na výzkumu se nyní snaží zajistit, aby peptidy druhé generace vydržely v těle déle. Chtěli také otestovat, jak dobře může modifikovaný peptid zabránit infekci souvisejícími viry. Tento další výzkum by mohl posunout léčbu peptidy blíže klinickým zkouškám.

“Je to příležitost spojit skupiny s doplňujícími se potřebami a schopnostmi,” řekl Gellman. „Je to opravdu dobrá kombinace.“

Odkaz: „Peptidy inhibující proteázu, které zabraňují virové respirační infekci lidské parainfluenzy“, autor: Victor K. Outlaw, Ross W. Cheloha, Eric M. Jurgens, Francesca T. Bovier, Yun Zhu, Dale F. Kreitler, Olivia Harder, Stefan Niewiesk, Matteo Porotto, Samuel H. Gellman a Anne Moscona, 7. dubna 2021, Journal of the American Chemical Society.
DOI: 10.1021 / jacs.1c01565

Tuto práci podpořili národní instituty zdraví (poskytnuté R01AI114736, R01 GM056414, F32 GM122263 a T32 GM008349.)

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.