SARS-CoV-2-„Spike“ (rot), der sich an Neuropilin (hellblau) bindet. (G.Balistreri & secondbaystudio.com) Es ist 17 Jahre her seit der Coronavirus SARS-CoV drohte weltweit auszubrechen Pandemie . Dank rascher Bemühungen zur Eindämmung von Infektionsausbrüchen blieb die Weltbevölkerung vom Schlimmsten verschont.
Dieses Mal hatten wir nicht so viel Glück. Genau das, was macht SARS-CoV-2 So viel ansteckender als sein Vorgänger ist eine Frage, der wir nun einen Schritt näher gekommen sind, da Forscher einen weiteren Weg aufgedeckt haben Virus gelangt in unsere Zellen.
Forscher der Technischen Universität München in Deutschland und der Universität Helsinki in Finnland führten eine Studie durch, bei der sie herausfanden, dass ein Rezeptor namens Neuropilin-1 dem neuartigen Coronavirus einen Vorsprung bei der Infektion unseres Gewebes verschafft.
Dieses spezielle Protein ist auf Zellen, die die Nasenhöhle auskleiden, relativ häufig anzutreffen, sodass es für das Virus ein Kinderspiel ist, sich in unserem Körper einzunisten, eine Virusfamilie zu bilden und sich dann auf einen neuen Wirt auszubreiten.
Früher in diesem Jahr Es wurde entdeckt, dass ein Rezeptor namens Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) dem Coronavirus dabei hilft, sich an die Oberfläche von Zellen zu binden, während ein Enzym namens Typ-II-Transmembran-Serin-Protease (TMPRSS2) entscheidend dafür ist, dass es eindringen kann.
Diese Art des molekularen Lockpickings erklärt gut, warum beide SARS-Coronaviren in einer Reihe von Geweben in unserem Körper verheerende Schäden anrichten, von der Auskleidung unserer Lunge bis hin zu unserem Verdauungstrakt.
Aber es sagt nicht, warum einer der Viren verbreitet sich besser als das andere.
„Ausgangspunkt unserer Studie war die Frage, warum sich SARS-CoV, ein Coronavirus, das 2003 zu einem viel kleineren Ausbruch führte, und SARS-CoV-2 auf so unterschiedliche Weise ausbreiten, selbst wenn sie denselben Hauptrezeptor ACE2 verwenden.“ , sagt Der Virologe Ravi Ojha von der Universität Helsinki.
Ein entscheidendes Puzzleteil erschien am Vergleich der beiden Virusgenome ; SARS-CoV-2 hatte Sequenzen aufgenommen, die für die Bildung einer stacheligen Reihe von „Haken“ verantwortlich waren, ähnlich denen, die andere böse Krankheitserreger verwenden, um sich an Wirtsgewebe festzuhalten.
„Im Vergleich zu seinem älteren Verwandten hatte das neue Coronavirus ein ‚zusätzliches Stück‘ an seinen Oberflächenproteinen erworben, das auch in den Spitzen vieler verheerender menschlicher Viren zu finden ist, darunter auch …“ Ebola , HIV und unter anderem hochpathogene Stämme der Vogelgrippe“, sagt Olli Vapalahti, ebenfalls Virologe von der Universität Helsinki.
„Wir dachten, das könnte uns zur Antwort führen.“ Aber wie?'
In Absprache mit Kollegen auf der ganzen Welt konzentrierten sich die Forscher auf Neuropilin-1 als gemeinsamen Faktor.
Typischerweise ist dieser Rezeptor spielt eine Rolle bei der Beantwortung Wachstumsfaktoren wichtig für die Gewebeentwicklung, insbesondere zwischen den Nerven. Aber für viele Viren ist es ein praktischer Griff, um Wirtszellen lange genug festzuhalten, um einzudringen.
Elektronenmikroskopie der Oberflächenspitzen, die SARS-CoV-2-Partikel bedecken, deuteten sicherlich auf die Möglichkeit einer Beziehung mit dem Rezeptor hin.
Um dies zu bestätigen, nutzten die Forscher monoklonale Antikörper speziell ausgewählt, um den Zugang zur Gartensorte Neuropilin-1 zu blockieren, nicht jedoch zu mutierten Sorten, die so optimiert wurden, dass sie eine etwas andere Struktur haben.
Tatsächlich hatten es „Pseudoviren“ mit SARS-CoV-2-Proteinen (ideal, um zu beobachten, wie Viren in Zellen eindringen, ohne sich um die ganze chaotische Replikationsgeschichte kümmern zu müssen, die sich daraus ergibt) viel schwerer, hineinzukommen, wenn Neuropilin-1 eingesperrt war.
„Wenn man sich ACE2 als Türschloss für den Eintritt in die Zelle vorstellt, dann könnte Neuropilin-1 ein Faktor sein, der das Virus zur Tür dirigiert.“ sagt Balistreri.
„ACE2 wird in den meisten Zellen in sehr geringen Mengen exprimiert. Daher ist es für das Virus nicht einfach, Türen zu finden, durch die es eindringen kann. „Andere Faktoren wie Neuropilin-1 könnten dem Virus dabei helfen, seinen Weg zu finden.“
Da Neuropilin-1 in großen Mengen im Nervengewebe in der Nasenhöhle exprimiert wird, könnten wir uns vorstellen, dass SARS-CoV-2 in dem Moment, in dem wir an einem infizierten Tröpfchen riechen, ein bequemer roter Teppich ausgerollt wird.
Ein genauer Blick auf Gewebeproben von Verstorbenen, die Neuropilin-1 exprimieren COVID 19 Patienten verstärkten ihren Verdacht, während ein Experiment mit Mäusen dazu beitrug, die Rolle des Rezeptors bei der Unterstützung des Viruseintritts in unser Nervensystem zu bestätigen.
Ob dies möglicherweise erklären könnte, warum SARS-CoV-2-Infektionen einen solchen Verlauf nehmen können traumatische Auswirkungen auf die Gehirnfunktion ist eine Frage für zukünftige Forschung.
„Wir konnten feststellen, dass Neuropilin-1 zumindest unter den Bedingungen unserer Experimente den Transport ins Gehirn fördert, können aber keine Aussage darüber treffen, ob dies auch für SARS-CoV-2 gilt.“ „Es ist sehr wahrscheinlich, dass dieser Signalweg bei den meisten Patienten vom Immunsystem unterdrückt wird“, sagt Neurologe Mika Simons von der Technischen Universität München.
Es ist verlockend, sich neue Formen antiviraler Medikamente am Horizont vorzustellen. Auch wenn SARS-CoV-2 seine kriminellen Talente so schnell offenbart, ist die bloße Blockierung von Zellrezeptoren wahrscheinlich eine schlechte Nachricht für unsere Gesundheit.
Das heißt nicht, dass die Entdeckung nicht ohne Chance wäre.
„Derzeit testet unser Labor die Wirkung neuer Moleküle, die wir speziell entwickelt haben, um die Verbindung zwischen dem Virus und Neuropilin zu unterbrechen“, sagt Balistreri.
„Die vorläufigen Ergebnisse sind sehr vielversprechend und wir hoffen auf Bestätigungen.“ in vivo in naher Zukunft.'
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaft .