Mezinárodní vědecké týmy učinily zásadní pokrok v pochopení toho, jak viry zneužívají molekulární systémy hostitelských buněk ke svému vlastnímu množení. Výzkumy vědců z Evropské molekulárně biologické laboratoře (EMBL) a indického vědeckého institutu IISc detailně mapují procesy u viru chřipky A a viru encefalomyokarditidy (EMCV). Autoři obou studií zdůrazňují, že přesné strukturální snímky zasažených buněk představují klíčový krok k vývoji léků, které dokážou virovou infekci zablokovat bez poškození lidské tkáně.
- Vědci z EMBL a FMP zdokumentovali, jak virus chřipky A rozpouští struktury v buněčném jádře a využívá lidské bílkoviny.
- Tým z institutu IISc pomocí kryo-elektronové mikroskopie odhalil způsob, jakým virus EMCV ovlivňuje hostitelské ribozomy.
- Oba výzkumné týmy využily pokročilé metody k identifikaci nových cílů pro budoucí antivirová léčiva.
Sledování viru chřipky A v neporušených buňkách
„Naše práce poskytuje nový způsob, jak studovat interakce mezi virem chřipky a hostitelem v jejich přirozeném kontextu a se strukturálním vhledem,“ uvádí Jan Kosinski, vedoucí výzkumné skupiny v EMBL Hamburk. Vědecký tým ve studii publikované v časopise Nature Microbiology zmapoval přímé kontakty mezi bílkovinami chřipky A a lidskou buňkou za použití hmotnostní spektrometrie s křížovým propojováním (XL-MS) a modifikovaného algoritmu AlphaFold.
Sledování molekulárních procesů přímo uvnitř celých buněk odhalilo, že virus chřipky A způsobuje rozpad takzvaných paraspeckles v buněčném jádře a uvolňuje z nich bílkoviny potřebné pro svou vlastní replikaci.
Boris Bogdanow z berlínské univerzity Charité vyzdvihuje přínos použité metody: „XL-MS nám umožňuje zachytit interakce mezi bílkovinami přímo v infikovaných celých buňkách a zároveň poskytuje strukturální informace o tom, jak k nim dochází. To nám dává vhled do rozhraní mezi virem a lidskou buňkou a pomáhá identifikovat cíle pro budoucí farmaceutické zásahy.“
Odhalení mechanismu u viru EMCV a dětské obrny
Zatímco výzkum chřipky mapoval celkové přenastavení buněčného prostředí, výzkumníci z Indického vědeckého institutu (IISc) se zaměřili na to, jak viry přebírají kontrolu nad samotnou výrobou bílkovin. Vedoucí autorského týmu studie v časopise eLife Tanweer Hussain upozornil na dosavadní mezeru ve poznání: „O detailech toho, jak virus zachytí hostitelský ribozom a jak to dělá biochemicky, nebylo známo vůbec nic.“
Deepakash Das a jeho kolegové využili kryo-elektronovou mikroskopii (cryo-EM) k izolaci komplexu RNA viru encefalomyokarditidy (EMCV) s lidskými ribozomy. „Chtěli jsme mít úplný obrázek o interakcích mezi strukturou IRES a ribozomem, abychom později mohli navrhnout inhibitory cílící na tuto oblast,“ vysvětluje Das.
Analýza ukázala, že virová RNA strukturálně napodobuje část vlastní RNA hostitelského ribozomu, což naznačuje, že podobnou strategii zneužití buněčné mašinérie sdílí také virus dětské obrny.
Příležitost pro vývoj přesnějších antivirotik
Dosažené výsledky řeší dlouhodobý problém biochemického výzkumu. Starší metody vyžadovaly rozbití buněk, čímž docházelo k narušení přirozeného prostředí a dočasné vazby mezi bílkovinami moudře mizely nebo se zkreslovaly.
Díky přesnému zobrazení vazeb na úrovni molekul se vědcům otevírá možnost navrhnout léčiva přímo na míru. Jak zdůrazňuje Hussain, cílem navazujícího výzkumu je využití získaných dat v praxi: „Doufáme, že se nám podaří selektivně zaměřit pouze na dráhu virového přenosu, aniž by byla ovlivněna syntéza bílkovin v hostiteli. To je to, co plánujeme testovat jako další krok pomocí kandidátních sloučenin léků.“
