Tajemnice rinowirusów - czemu wciąż nie ma leku na przeziębienie?

Tajemnice rinowirusów okrywają naukowcy z University of Wisconsin-Madison. Przy wykorzystaniu sekwencjonowania genetycznego opracowali oni trójwymiarowy model słabo opisanego rinowirusa C (RV-C). Chodzi o jednego z patogenów odpowiadających za najpopularniejszą chorobę – przeziębienie.

Tajemnice rinowirusów - ciekawe odkrycia

Wyniki prac zespołu kierowanego przez profesor Ann Palmenberg opublikowano w czasopiśmie Virology. Dostarczyły one dokładnego modelu kapsydu (białkowej otoczki) gatunku wirusa przeziębienia, który został opisany dopiero w 2006 roku. Badanie pokazało, jak znacząco różni się on od innych szczepów. Według profesor Palmenberg opisana przez nią struktura otoczki wyjaśnia większość niepowodzeń podczas testów leków przeciwirusowych. Głównie tych wiążących się do białek kapsydu i skierowanych przeciwko rinowirusom.

Dwa oblicza przeziębienia

Jak się okazuje, pomiędzy białkami opłaszczającymi niedawno odkrytego i praktycznie niezbadanego rinowirusa C (po prawej na grafice) i powszechnie znanego rinowirusa A (po lewej) występują istotne różnice.

Wyjaśnia to, dlaczego do tej pory nie mamy skutecznego leku na zwykłe przeziębienie.

 

Naukowcy podejrzewają rinowirus C o wywoływanie ponad połowy dziecięcych przeziębień. Nadmieniają oni również, że może stanowić zagrożenie w połączeniu z innymi chorobami układu oddechowego, takimi jak na przykład astma. Wiążą go też z ciężkimi chorobami dolnych dróg oddechowych. Wraz z wcześniej opisanymi rinowirusami A i B, typ C jest odpowiedzialny za miliony zachorowań rocznie. Na przykład w samych Stanach Zjednoczonych przynosi straty rzędu 40 miliardów dolarów.

 

Niemniej jednak rinowirusy A i B są od dawna znane nauce. Dokładny opis (w tym trójwymiarowej struktury) zawdzięczają temu, że można je łatwo namnażać w warunkach laboratoryjnych. Z kolei RV-C jest trudny w hodowli i dlatego pozostawał niezauważony do roku 2006, kiedy to nowe techniki sekwencjonowania genetycznego i zastosowanie mikromacierzy DNA pozwoliły odkryć patogen czający się w ludzkich komórkach, tuż obok doskonale znanych braci.

Tajemnice rinowirusów - historia

Ludzkie rinowirusy zostały po raz pierwszy wyizolowane w roku 1956 przez Winstona H. Price. Obecnie na podstawie badań genetycznych zostały zakwalifikowane do rodzaju enterowirusów. Są bardzo małe - mają jedynie 30 nanometrów. Ich materiał genetyczny to pojedyncza nić RNA o długości od 7,2 do 8,5 kpz. Do tej pory opisano ponad 180 różnych serotypów rinowirusów A, B i C. Dlatego przy obecnym poziomie technologii nie jest możliwe stworzenie na nie szczepionki. Infekcja przez nie powodowana może być przenoszona zarówno za pomocą aerozoli (kichanie), jak i przez bezpośredni kontakt fizyczny. W zapobieganiu infekcji całkiem skuteczny jest interferon-α podawany do nosa, jednak jego dłuższe przyjmowanie powoduje objawy bardziej uciążliwe niż samo przeziębienie...

 

Naukowcy stworzyli model wirusa in silico za pomocą zaawansowanych narzędzi bioinformatycznych i przy wykorzystaniu wyników sekwencjonowania genomów 500 wirusów. A przecież w 2009 roku ten sam zespół badawczy brał udział w stworzeniu map genomowych wszystkich znanych wirusów wywołujących przeziębienie.

Czemu służą badania nad rinowirusami?

Oczywiście, opisanie struktury otoczki zwiększa prawdopodobieństwo na stworzenie skutecznych leków przeciwko przeziębieniom. Leki przeciwko wirusom przeziębienia typu A i B są już opracowane i przechodzą testy kliniczne. Jednak ich ich efektywność jest obniżona. Jest tak, ponieważ są opracowane, aby pasować do budowy znanych szczepów, która została opisana lata temu z wykorzystaniem krystalografii rentgenowskiej. Swoją drogą jest to technika do dziś powszednie wykorzystywana do badania struktury cząsteczek.

Elementy budowy kapsydu RV-C odpowiedzialne za wiązanie się do komórki i omijanie układu odpornościowego różnią się jednak od gatunków A i B.

 

Dzięki opisaniu struktury możliwe jest opracowanie nowego leku przeciwwirusowego. Jak zaznacza Holly Basta z UW-Madison Institute for Molecular Virology, żaden z istniejących leków nie działa na RV-C.

 

Należy nadmienić, że leki przeciwwirusowe działają poprzez przyczepienie się lub zmodyfikowanie powierzchni patogenu. Zatem efektywność zależy od dopasowania właściwych elementów układanki – budowy leku i białek wirusa. Stąd też brak trójwymiarowej struktury RV-C powodował, że firmy farmaceutyczne próbujące opracować lek na przeziębienie błądziły po omacku. Okazuje się bowiem, że wirus ma zupełnie inny receptor i miejsce wiązania. Dlatego trzeba opracować inne rozwiązanie.

 

 

Opracowanie: Seweryn Frasiński

 

 

 

 

Źródła:

www.news.wisc.edu

Modeling of the human rhinovirus C capsid suggests possible causes for antiviral drug resistance. dx.doi.org/10.1016/j.virol.2013.10.004

Modeling of the human rhinovirus C capsid suggests a novel topography with insights on receptor preference and immunogenicity. dx.doi.org/10.1016/j.virol.2013.10.006

Engelberg N.C. 2012. Schaechter’s Mechanisms of Microbial Disease, Lippincott Williams & Wilkins