„Przełączniki” komórki mogą skrywać tajemnicę zwalczenia pandemii wirusa
„Jeżeli dowiemy się więcej na temat tego naturalnie występującego procesu, możemy być w stanie wykorzystać go do ochrony przed wirusami”, wyjaśnia Benjamin Hale, profesor z Institute of Medical Virology na Uniwersytecie w Zurychu w Szwajcarii, który otrzymał dotację od ERBN w celu realizacji projektu SUMOFLU (Interplay between influenza viruses and host SUMO pathways). „Przykładowo, czy możemy zaprojektować nowe sposoby stymulacji tej formy odporności, a zatem poprawić odpowiedź immunologiczną i mechanizmy chroniące komórki przed infekcją? W ten sposób moglibyśmy wesprzeć naturalne mechanizmy obronne naszego organizmu”.
Wyzwanie wirusowe
Sezonowe wirusy grypy mogą powodować choroby płuc u ludzi z objawami takimi jak gorączka, suchy kaszel, ból głowy i bóle mięśniowe. Choroba jest zwykle łagodna i ustępuje samoistnie, ale czasami jej przebieg może być poważny i prowadzić do śmierci, szczególnie wśród grup wysokiego ryzyka. Według WHO, epidemiom grypy sezonowej każdego roku towarzyszy od 3 do 5 milionów przypadków ciężkich zachorowań na świecie. „Dostępne są bardzo dobre szczepionki przeciwko wirusowi grypy sezonowej, ale muszą być one aktualizowane co kilka lat ze względu na niewielkie zmiany wirusa”, mówi Hale. „Te zmiany z biegiem czasu ulegają kumulacji, a w związku z tym nasze szczepionki stają się mniej skuteczne. Martwimy się również pojawieniem się nowych szczepów o potencjale pandemicznym, dla których nie mamy szczepionek lub nabytej odporności, tak jak w przypadku SARS-CoV-2 (wirusa, który powoduje COVID-19). Leki przeciwwirusowe są zatem ważną pierwszą linią obrony. Naszym celem jest dowiedzieć się, w jaki sposób można ograniczyć szanse, że wirus zmutuje i uodporni się na leki przeciwwirusowe”.
Wywoływanie odpowiedzi immunologicznej
Celem projektu SUMOFLU było sprostanie temu wyzwaniu poprzez opracowanie nowych leków przeciwwirusowych, które nie atakują wirusa bezpośrednio, ale raczej pewne części komórki gospodarza zainfekowanej wirusem. „Uważamy, że dzięki skupieniu się na komórce gospodarza, wirusowi trudniej będzie wykształcić odporność”, wyjaśnia Hale. „Inną korzyścią nowych leków przeciwwirusowych, które biorą na cel komórkę gospodarza zamiast wirusa jest to, że mogą być bardziej skuteczne w walce z innymi wirusami (tzw. „szerokie spektrum”), w tym nowo powstałymi wirusami, takimi jak SARS-CoV-2”. Mówiąc dokładniej, projekt skupił się na białku gospodarza zwanym „SUMO”, które jest krytycznym przełącznikiem regulacyjnym zmieniającym funkcje innych białek wewnątrz komórki. „Odkryliśmy, że setki białek komórkowych łączą się z SUMO podczas wirusowej infekcji grypy”, podkreśla Hale. „Wiele z tych białek komórkowych do tej pory nie miało swojego udziału w biologii wirusa. Odkryliśmy, że niektóre z nich są bardzo ważne dla skutecznej replikacji wirusa, a w przyszłości będziemy badać, czy inhibitory tych białek komórkowych mogłyby stać się dobrymi kandydatami na leki”. Jednym z najciekawszych odkryć było znalezienie przełącznika SUMO, zwanego TRIM28, w białku gospodarza. Ten przełącznik pomaga stymulować odpowiedź immunologiczną podczas infekcji, dzięki czemu komórka tworzy mechanizmy chroniące przed replikacją wirusa. „To zupełnie nieoczekiwane odkrycie, które wskazuje, że niektóre przełączniki SUMO są ważnym elementem odpornościowym w walce z wirusami”, dodaje Hale. W następstwie tego przełomowego odkrycia Hale zamierza lepiej zrozumieć dokładne mechanizmy molekularne konieczne dla aktywacji poszczególnych przełączników SUMO. To pomoże naukowcom wskazać rodzaje związków chemicznych, lub potencjalnych leków, które mogłyby być opracowane do realizacji tego zadania. „Musimy również zrozumieć pozostałe konsekwencje włączenia tych przełączników SUMO oraz zbadać, czy istnieją efekty uboczne, o których jeszcze nie wiemy. Nie chcemy nawet myśleć o manipulowaniu systemami komórkowymi, jeśli miałyby wystąpić inne niepożądane skutki”, podsumowuje naukowiec.
Słowa kluczowe
SUMOFLU, grypa, wirusowy, pandemia, komórka, komórkowy, COVID-19, infekcja, odporność, przeciwwirusowy, SUMO
