Newswise — Обеспокоенность по поводу COVID-19 значительно уменьшилась, но исследователи продолжают анализировать высокую скорость его передачи, стремясь подготовиться к будущим инфекционным заболеваниям. Отечественная исследовательская группа недавно определила механизм быстрого распространения вируса COVID-19.

Команда доктора Сон-Джун Кима из Корейского научно-исследовательского института химической технологии (KRICT) недавно сообщила в исследовательской работе, что быстрое распространение COVID-19 связано с изменением роли митохондрий (отвечающих за производство энергии в клетках человека) и EGFR. (отвечает за передачу сигнала роста в клетках).

Коронавирусы, вызывающие пандемию, такие как SARS в 2003 году, MERS в 2015 году и COVID-19 в 2019 году, возникали неоднократно. Учитывая рост частоты таких вспышек, существует острая необходимость ускорить реагирование на новые инфекционные заболевания.

Несмотря на то, что были проведены многочисленные исследования COVID-19, первоначально сосредоточенные на механизме проникновения вируса и разработке вакцины, недавние исследования изучали методы предотвращения репликации вируса путем изменения концентрации ионов кальция в клетках. Однако точный механизм, лежащий в основе быстрой репликации вируса после его проникновения в клетки человека, остается неясным. Понимание этого процесса имеет решающее значение для будущей готовности к пандемии.

Команда доктора Кима обнаружила, что, как только COVID-19 проникает в клетки человека, он быстро изменяет структуру и функцию митохондрий, аномально увеличивая выработку энергии, которая необходима для репликации вируса. Они также обнаружили, что вирус манипулирует белком EGFR, который имеет решающее значение для передачи сигналов клеточного роста, чтобы поддерживать эту быструю репликацию. Это увеличивает вероятность репликации и распространения вируса в больших количествах. Важно отметить, что в ходе экспериментов команда продемонстрировала, что использование препаратов, нацеленных на EGFR, может эффективно лечить COVID-19.

Митохондрии: небольшие органеллы внутри клеток, которые служат электростанцией клетки, генерируя АТФ посредством окислительного фосфорилирования (OXPHOS) и клеточного дыхания.

EGFR (рецептор эпидермального фактора роста): белок, который передает сигналы роста и дифференцировки снаружи внутрь клетки. Он имеет решающее значение для клеточной передачи сигналов, особенно в эпителиальных клетках, покрывающих внутренние и внешние поверхности тела.

Исследователи сосредоточились на двух основных явлениях, происходящих после того, как вирус проникает в клетки-хозяева:

(i) Повышенное производство АТФ: комплекс вирусной РНК-нуклеокапсида влияет на потенциал митохондриальной мембраны, что приводит к аномальному увеличению выработки энергии. Способствует слиянию митохондрий, увеличивая площадь поверхности и эффективность производства АТФ.

(ii) Изменение функции EGFR: инфекция COVID-19 активирует сигнальный путь EGFR, при этом измененный EGFR перемещается в митохондрии. Это поддерживает избыточное производство энергии, способствуя быстрой репликации вируса.

Используя одобренные FDA ингибиторы EGFR, такие как вандетаниб и дакомитиниб, команда подтвердила значительный противовирусный эффект. Примечательно, что вандетаниб оказался высокоэффективным: он снижал уровень вирусной РНК у инфицированных мышей на 90% после перорального приема в течение трех дней и значительно облегчал воспаление легких через шесть дней.

Кроме того, противовирусная эффективность вандетаниба против вариантов COVID-19, таких как Альфа, Бета, Дельта и Омикрон, была поразительной: в некоторых случаях уровни вирусной РНК снижались до 100 000 раз. Вандетаниб также эффективно предотвращал инфицирование вновь образовавшегося вирусного потомства.

Результаты демонстрируют новый механизм, лежащий в основе быстрой репликации COVID-19, и предполагают возможность перепрофилирования лекарств для лечения вирусных инфекций с использованием существующих одобренных методов лечения. Это открытие может стать значительным шагом на пути к борьбе с будущими инфекционными заболеваниями.

Доктор Ким из KRICT сказал: «В то время, когда нам необходимо подготовиться к частому распространению инфекционных заболеваний, выявление нового механизма быстрой репликации вируса и разработка новых стратегий лечения будут способствовать здоровью и безопасности люди.»

###

KRICT — некоммерческий исследовательский институт, финансируемый правительством Кореи. С момента своего основания в 1976 году KRICT играет ведущую роль в развитии национальных химических технологий в области химии, материаловедения, экологии и химического машиностроения. Теперь KRICT движется вперед, чтобы стать ведущим в мире исследовательским институтом, занимающимся наиболее сложными проблемами в области химии и техники, и продолжит выполнять свою роль в разработке химических технологий, которые приносят пользу всему миру и способствуют поддержанию здоровья планеты. Более подробную информацию о KRICT можно найти по адресу: https://www.krict.re.kr/eng/

Эта статья была опубликована в престижном международном журнале Signal Transduction & Targeted Therapy, который является частью Nature Portfolio, в мае 2024 года. Доктор Сон-Джун Ким из KRICT является автором-корреспондентом, а доктор Хе Джин Шин (в настоящее время ассистент) Профессор Национального университета Чунгнам) — первый автор.

Исследование было поддержано фундаментальными исследовательскими проектами KRICT, Программой развития био и медицинских технологий Министерства науки и ИКТ, а также различными другими грантами корейского правительства.