Virus SARS-CoV-2, který způsobuje covid-19, se ukázal z hlediska léků jako velmi tvrdý oříšek. Už od začátku pandemie se proti němu lékaři pokoušeli nasadit prakticky všechna známá antivirotika – ale s minimálním úspěchem. Právě proto proti covidu stále ještě neexistují účinné specializované léky. Mohla by to teď ale změnit nová studie virologů z Iowa State University, která zřejmě objevila slabinu viru.
Studie, která vyšla v odborném žurnálu Science, detailně popsala strukturu enzymu, který je přítomný v novém koronaviru SARS-CoV-2. Tento enzym známý pod zkratkou ExoN odstraňuje z RNA viru nukleosidové protivirové léky – a právě kvůli tomu je vůči němu většina protivirové léčby neúčinná.
Nová studie se dokázala podívat až na atomární struktury enzymu ExoN. Díky tomu by mělo být možné na základě tohoto poznání přikročit k vývoji nových metod deaktivace tohoto enzymu a otevřít tak dveře k mnohem účinnější léčbě pacientů trpících covidem.
„Pokud bychom našli způsob, jak tento enzym vyřadit, možná bychom mohli dosáhnout lepších výsledků při ničení viru pomocí už existující antivirové léčby, například remdesivirem. Pochopení této struktury a molekulárních detailů fungování enzymu ExoN ale může pomoci při dalším vývoji úplně nových antivirotik,“ uvedl Yang Yang, hlavní autor studie, který pracuje jako odborný asistent na katedře biochemie, biofyziky a molekulární biologie Roye J. Carvera na Iowa State University.
Jak to funguje
SARS-CoV-2 patří mezi takzvané RNA viry. To znamená, že jeho genetický materiál je tvořen ribonukleovou kyselinou. Při replikaci musí virus tuto RNA syntetizovat. Genom nového koronaviru je ale ve srovnání s jinými RNA viry neobvykle velký, což vytváří poměrně vysokou pravděpodobnost, že při syntéze RNA vzniknou chyby. Tyto chyby mají podobu neshodných nukleotidů; obecně platí, že příliš mnoho chyb může zabránit viru v množení.
A právě proto je virus vybavený enzymem ExoN – ten funguje jako jakýsi pracovitý opravář, který sleduje a rozpoznává chyby v RNA – k nimž dochází během její syntézy – a opravuje je. Tento enzym je u virů velmi vzácný, vyskytuje se pouze u koronavirů a několika dalších blízce příbuzných rodin virů, uvedl Yang.
Virus ale dokáže tento enzym využívat i jinak – proti lékům. Stejný proces, který eliminuje chyby při replikaci, totiž eliminuje také antivirové látky dodávané léčebnými prostředky běžně používanými v boji proti jiným RNA virům, jako jsou například HIV, hepatitida C nebo ebola. Právě to je jedním z vysvětlení, proč se SARS-CoV-2 ukázal jako tak obtížně léčitelný.
Studium takto drobných a současně složitých struktur je nesmírně náročné. Yang a jeho kolegové pro výzkum využili takzvanou kryogenní elektronovou mikroskopii. Jedná se o moderní techniku, kdy se biologické vzorky bleskově ochladí na velmi nízkou teplotu. Díky tomu se nerozpadnou, ale jejich přirozená struktura doslova zamrzne v čase.
