Какво ще стане, ако лекарството COVID-19 вече е на пазара?
Нашият сътрудник ни отвежда в сърцето на неговата лаборатория, където екипът му иска да обезоръжи врага, като разбере вътрешната му работа. Кой знае, може вече да съществува лек ?
Моите колеги и аз сме изправени пред уникално предизвикателство и възможност: да помогнем за разрешаването на тази огромна обществена здравна и икономическа криза, представена от глобалната пандемия COVID-19.
Събрахме екип в Института за количествени биологични науки към Калифорнийския университет в Сан Франциско, за да разберем как вирусът атакува клетките. Но вместо да използваме събраната информация за създаване на ново лекарство, първо установяваме дали вече има лекарства, които могат да нарушат този механизъм и да се борят с коронавируса. До момента открихме 27 одобрени от Американската администрация по храните и лекарствата, които се надяваме да се стеснят и да ускорят търсенията.
Екипът от 22 лаборатории, които нарекохме групата QCRG, работят със светкавична скорост: 24 часа в денонощието (на смени) и това, седем дни в седмицата. Предполагам, че се чувства същото като хората, които участват във военни усилия като Enigma Decryption Group по време на Втората световна война и нашият екип също иска да обезоръжи врага, като разбере неговата вътрешна работа.
Коронавирусът е биологично прост, но начинът, по който заразява гостоприемника, е сложен. (Снимка: CDC/Hannah A Bullock; Azaibi Tamin)
Коварен противник
Вирусите са по-малки от човешките клетки и не могат да се размножават сами. Коронавирусът има около 30 протеина, докато човешката клетка има повече от 20 000.
За да заобиколи ограниченията си, вирусът обръща човешкото тяло срещу себе си. Пътищата в човешката клетка обикновено са заключени срещу външни нашественици, но коронавирусът използва своите протеини като ключове, за да отвори тези "ключалки" и да влезе в клетките на човек.
Веднъж попаднал вътре, вирусът се свързва с протеини, които клетката обикновено използва за своите функции, поема контрола върху клетката и я превръща във фабрика за коронавирус. Когато ресурсите и механизмите на заразените клетки се реорганизират, за да произведат хиляди и хиляди вируси, клетките започват да умират.
Белодробните клетки са особено уязвими, тъй като съдържат голямо количество "заключващ" протеин, който SARS-CoV-2 използва, за да влезе в тялото. Смъртта на голям брой белодробни клетки причинява респираторни симптоми, свързани с COVID-19.
Има два начина да отвърнете. Първо, средствата за защита могат да атакуват протеините на вируса, като им пречат да изпълняват задачи като влизане в клетката или копиране на техния генетичен материал веднъж вътре. Ето как действа Remdesivir, лекарство в клинично изпитване срещу COVID-19.
Проблемът с този подход е, че вирусите мутират и се променят с течение на времето. В бъдеще коронавирусът може да се развие по такъв начин, че лекарство от този тип да загуби своята ефективност. Тази надпревара във въоръжаването между наркотици и вируси е причината всяка година да е необходима нова противогрипна ваксина.
Първата стъпка в намирането на лек е разбирането на вируса. Jiewei Xu от лабораторията Krogan подготвя проби за масспектрометъра. Снимка: Жаклин Фабиус, CC BY-ND
Лекарството може също така да попречи на вирусния протеин да взаимодейства с човешкия протеин, от който се нуждае. Този подход - който по същество включва защита на машината на гостоприемника - има голямо предимство пред деактивирането на самия вирус, тъй като човешката клетка не се променя толкова много. След като намерите лекарство, което действа, то може да се използва дълго време. Това е подходът, който сме избрали. Може да се използва и срещу други нововъзникващи вируси.