Opracowana przez naukowców z Johns Hopkins Medicine metoda zwalczania wirusa powodującego COVID-19 może nie tylko pozwolić ominąć problem ze szczepionkami nieskutecznymi wobec jego nowych wariantów, ale również znaleźć zastosowane w zwalczaniu nowotworów.
Metoda wykorzystuje drobnocząsteczkowy inhibitor RK-33 - cząsteczkę o wielkości około 1 nanometra (miliardowej części metra), która hamuje specyficzne interakcje między białkami. RK-33 blokuje zdolność wirusa do przejmowania „genetycznej wytwórni” komórki gospodarza i tworzenia własnych kopii. Jak wynika z badań, blokowanie to możliwe jest w przypadku wielu wariantów wirusa SARS-CoV-2.
- Dotychczasowe szczepionki przeciwko COVID-19 opierały się na zapobieganiu wiązaniu białka powierzchniowego wirusa SARS-CoV-2 – zwanego białkiem kolca – z komórkami gospodarza i uniemożliwianiu infekcji, ale jeśli białko kolca zmienia się wraz z nowymi wariantami, skuteczność szczepionki może być osłabiona – wskazał starszy autor badania, dr Venu Raman, profesor radiologii, onkologii i farmakologii w Johns Hopkins University School of Medicine. - W przeciwieństwie do tego, nasze badanie pokazuje, że na zdolność przeciwwirusową RK-33 nie mają wpływu mutacje białka kolca i pozostaje ona spójna w czterech wariantach SARS-CoV-2.
Przez kilka lat Raman i jego współpracownicy badali białko znane jako DDX3 i jego wpływ na nowotwory. DDX3 to helikaza kwasu rybonukleinowego (RNA), czyli białko, które rozwija dwuniciowe RNA kontrolujące wiele komórek nowotworowych, umożliwiając odczytanie (translację) kodu genetycznego RNA. To z kolei prowadzi do powstania nowych komórek nowotworowych i tworzenia przerzutów. Badania zespołu Ramana i innych sugerują, że RK-33, inhibitor DDX3 opracowany w laboratorium Ramana, może spowolnić progresję nowotworu, powstrzymując RNA przed rozwinięciem się do translacji.
Jak się okazało, białko DDX3 pomaga także promować zakaźność wielu wirusów RNA, takich jak HIV i atakujący układ oddechowy wirus RSV. W związku z tym RK-33, obiecujący jako środek przeciwnowotworowy, jest obecnie poważnie rozważany jako lek przeciwwirusowy o szerokim spektrum działania.
- Wiemy, że wiele wirusów RNA uzurpuje sobie funkcję helikazy DDX3 w komórce gospodarza, aby ułatwić własną replikację – wyjaśnił Raman. - Kiedy badania naukowe ujawniły, że małe stężenia RK-33 blokowały replikację i ograniczały zakaźność ludzkiego wirusa paragrypy typu 3, RSV, wirusów dengi, Zika i Zachodniego Nilu — a potencjalnie HIV — nasz zespół postanowił sprawdzić, czy RK-33 może działać również na SARS-CoV-2.
Wraz z testowaniem wpływu RK-33 na zakaźność i reprodukcję SARS-CoV-2, naukowcy rozszerzyli swoje badania, aby ustalić, czy zaobserwowane działanie hamujące ogranicza się do określonych wariantów wirusa, czy też byłoby skuteczne przeciwko wielu wariantom. Użyli RK-33 do blokowania DDX3 w komórkach laboratoryjnych zakażonych czterema wariantami SARS-CoV-2 — oryginalnym wirusem oraz wariantami alfa, beta i delta.
- Nasze wyniki wskazują, że dla czterech testowanych wariantów SARS-CoV-2 leczenie zakażonych komórek RK-33 wykazało znaczące zmniejszenie miana wirusa (liczby cząstek wirusa w określonej wielkości próbki), nawet tysiąckrotnie - zaznaczył Raman. - Zaobserwowaliśmy zmniejszenie produkcji większości białek i genów SARS-CoV-2, w tym białkowej transbłonowej proteazy serynowej 2 (TMPRSS2), o której wiemy, że w znacznym stopniu uczestniczy w zakaźności i rozprzestrzenianiu się koronawirusów.
Raman dodaje, że RK-33 nie tylko działał z czterema różnymi wariantami SARS-CoV-2, ale na aktywność przeciwwirusową białka nie miały wpływu mutacje, które stworzył każdy z nich.
- Szczepionki zaprojektowane przeciwko białku wypustek jednego wariantu SARS-CoV-2 mogą nie być tak skuteczne, jeśli nowy wariant ma zmutowane białko wypustek – wskazał. - Zdolność RK-33 do hamowania rozwoju DDX3 wirusowego RNA w celu translacji jest niezależna od białka kolca, więc powinna pozostać skuteczna w przypadku większości wariantów.
Obecnie Raman i jego zespół badają wykorzystanie RK-33 jako leku przeciwwirusowego przeciwko wariantowi omikron wirusa SARS-CoV-2. Publikacji wyników można spodziewać się jeszcze w tym roku.