Polscy badacze opracowują sondy fluorescencyjne, by precyzyjnie śledzić w żywych komórkach dwa enzymy koronawirusa SARS-CoV-2. Wcześniej zespół profesora Marcina Drąga jako pierwszy na świecie rozpracował te enzymy. Badania - twierdzą naukowcy - pozwolą między innymi szybciej i skuteczniej testować nowe leki przeciwwirusowe.
Koronawirus SARS-CoV-2 składa się z 29 białek. Wśród nich są dwa białka wyspecjalizowane, które odpowiadają między innymi za replikację wirusa - powielanie jego cząsteczek i infekowanie kolejnych komórek w organizmie zakażonej osoby.
Białka te, inaczej nazywane enzymami proteolitycznymi (proteazami), noszą nazwy: SARS-CoV-2-Mpro i SARS-CoV-2-PLpro.
Proteaza SARS-CoV-2-Plpro dodatkowo wpływa na działanie układu odpornościowego człowieka i blokuje mechanizm obrony organizmu przed koronawirusem. Badania nad enzymami prowadzi zespół profesora Marcina Drąga z Katedry Chemii Biologicznej i Bioobrazowania Politechniki Wrocławskiej oraz profesora Daniela Gryko z Instytutu Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk.
"Takie związki mogą stać się lekami zwalczającymi wirusa"
Już wcześniej zespół prof. Marcina Drąga - jako pierwszy na świecie - w błyskawicznym tempie rozpracował oba te enzymy - przypomniała Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, instytucja non-profit działająca od 1991 roku. Dzięki temu - poinformowano - znamy ich budowę oraz wiemy, z jakimi związkami i w jakim miejscu każdy z nich się łączy. To z kolei umożliwia znalezienie związków, które wybiórczo blokują aktywność tych enzymów, a zatem - zatrzymujących namnażanie się wirusa.
- Takie związki mogą stać się lekami zwalczającymi wirusa, nie tylko bardzo skutecznie, ale i bezpiecznie dla ludzi, gdyż hamują one wyłącznie aktywność proteaz koronawirusa SARS-CoV-2, w żaden sposób nie wpływając na aktywność enzymów człowieka - tłumaczył prof. Marcin Drąg.
Kolejnym celem naukowców jest opracowanie metodologii pozwalającej na monitorowanie aktywności proteaz SARS-CoV-2-Mpro i SARS-CoV-2-PLpro w komórkach organizmu człowieka. Dzięki temu można będzie prześledzić na przykład to, jaki procent komórek zostaje zainfekowanych przez wirusa oraz czy leki zaprojektowane do hamowania tych enzymów faktycznie to robią, a jeśli tak, to z jaką efektywnością.
Aby osiągnąć ten cel, prof. Marcin Drąg nawiązał współpracę z prof. Danielem Gryko, ekspertem w dziedzinie barwników funkcjonalnych, wykorzystywanych w mikroskopii fluorescencyjnej.
Sonda wykrywająca proteazy SARS-CoV-2
Nowoczesna mikroskopia fluorescencyjna pozwala z dużą rozdzielczością obrazować i badać procesy zachodzące w żywych komórkach. Do przeprowadzenia obserwacji za pomocą zaawansowanego mikroskopu fluorescencyjnego niezbędne są cząsteczki posiadające zdolność zarówno pochłaniania światła, jak i fluorescencji - czyli jego emitowania. Są one często nazywane fluoroforami, barwnikami lub sondami.
Dołącza się je do obiektu, który ma być uwidoczniony pod mikroskopem, np. proteazy wirusowej, i w ten sposób można obserwować jej działanie. Istnieją już fluorofory, które pozwalają na obrazowanie proteaz SARS-CoV-2-Mpro i SARS-CoV-2-Plpro, jednak czułość tych cząsteczek jest niewystarczająca do prowadzenia precyzyjnych badań.
- Idealny fluorofor, pozwalający na wizualizację proteaz wirusa SARS-CoV-2 w komórkach z dużą czułością, powinien mieć niewielki rozmiar, aby jego dołączenie do proteazy nie zakłóciło jej aktywności. Ponadto musi odznaczać się dużą intensywnością fluorescencji oraz dużą zdolnością do pochłaniania światła. Naszym zadaniem jest opracowanie nowej klasy fluoroforów, które spełniałyby wszystkie te trzy warunki jednocześnie - wyjaśnił prof. Daniel Gryko.
Naukowcy podkreślają, że celem wspólnych badań jest zaprojektowanie sond fluorescencyjnych do wykrywania proteaz wirusa SARS-CoV-2 oraz przetestowanie ich po to, aby jak najszybciej, w czasie kilkunastu miesięcy, stały się one dostępne i realnie przyczyniły się do zwalczania pandemii COVID-19.
Autor: anw//rzw / Źródło: PAP
Źródło zdjęcia głównego: freepik.com