- 10 ledna, 2022
- / by Admin
Adenoviry mají základní protein, který stabilizuje jejich DNA, dokud nedosáhne jádra infikované buňky. Protein se poté oddělí od virového genomu a virus se odkryje. Teprve poté se geny uvolňují do jádra, což je nezbytné pro produkci nových virů. Tento proces, který objevili vědci z Curyšské univerzity, je klíčem k efektivnímu fungování různých vakcín proti covid-19.
Adenoviry způsobují onemocnění dýchacích cest u lidí a řadu let se používají jako vektory (přenašeče) při očkování například proti MERS nebo ebole. Několik vakcín proti covid-19 je založeno na replikačně defektních adenovirech, včetně produktů od společností AstraZeneca, Johnson & Johnson, CanSino Biologics a Sputnik V. Vakcinované buňky produkují na svém povrchu spike protein SARS-CoV-2, a tím spouštějí ochrannou imunitu v lidském těle.
Virový protein zvyšuje stabilitu virové částice
Výzkumníci využívají klíčovou vlastnost adenovirů, totiž jejich schopnost infikovat lidské buňky a přenášet cizí DNA do jádra těchto buněk. Nová studie vedená dr. Ursem Greberem, profesorem na katedře molekulárních biologických věd na Univerzitě v Curychu (UZH), nyní ukazuje, že tento proces vyvinul sofistikovaný mechanismus.
„Virový protein V hraje klíčovou roli. Spojuje DNA s proteinovým obalem obklopujícím genom. Protein V zvyšuje stabilitu virové částice mimo buňku a také v cytoplazmě infikovaných buněk,“ říká dr. Urs Greber z Curyšské univerzity.
Proteinový obal brání buňce rozpoznat napadající cizí DNA a aktivovat poplašné systémy. Jakmile virová částice dosáhne komplexu jaderných pórů, tj. brány do jádra, virová DNA je uvolněna do jádra, kde genetickou informaci přečte buněčný aparát, což vede k produkci příslušných proteinů. Ve vakcínách proti covid-19 produkují buňky spike protein na povrchu koronaviru. Prezentace virového proteinu na vnější straně buňky pak spustí imunitní odpověď v lidském těle. Vědci z UZH prokázali, že adenovirus, kterému chybí protein V, je nejen méně stabilní než běžné adenoviry, ale také uvolňuje svou DNA předčasně, než dosáhne komplexu jaderných pórů.
„To snižuje infekci a spouští reakce aktivující imunitní systém,“ říká dr. Greber. Příliš mnoho těchto reakcí spouští zánět. Pozoruhodné je, že jak vektorové, tak mRNA vakcíny proti koronaviru vyžadují správné množství těchto reakcí, aby vyvolaly silnou imunitní odpověď. Ve vakcínách založených na vektoru/přenašeči ochranný proteinový obal kolem DNA umožňuje částici dosáhnout komplexu jaderných pórů, kde se uvolňuje virová DNA. Toto „odkrytí“ je naprosto nezbytné pro import jader a úspěch ve vakcinaci založené na vektorech, protože komplex jaderných pórů zabraňuje velkým virovým částicím v invazi do jádra.
„Podařilo se nám prokázat, že protein V využívá aktivaci buněčným enzymem s názvem Mind bomb 1, který mění jeho vlastnosti a vede k narušení proteinového obalu. Enzym tak iniciuje nukleární import genomu virové DNA,“ říká dr. Greber.
Zastavení virové infekce a zlepšení genové terapie
K prokázání této klíčové funkce Mind bomb1 vědci použili běžné adenoviry k infikování lidských buněk, které postrádaly Mind bomb 1, a také virového mutanta obsahujícího protein V, který nemůže být tímto enzymem modifikován. V obou případech byl nukleární import virové DNA defektní a virové částice se shlukovaly v komplexech jaderných pórů. Jinými slovy, virová infekce byla zastavena.
„Naše výsledky inspirují vývoj antivirových strategií a zlepšují postupy přenosu genů do nemocných buněk pro klinickou terapii,“ říká dr. Greber. Zejména adenoviry se používají různými způsoby, včetně použití jako nosiče DNA pro úpravu genů u genetických a metabolických onemocnění, a také rakoviny.