Новые результаты, опубликованные сегодня в Nature Communications, предлагают мощный ресурс для понимания протеолиза в контексте вирусной инфекции и для разработки целевых стратегий подавления вируса, вызывающего Covid-19.
SARS-CoV-2 стал причиной более 227 миллионов инфекций и более 4.6 миллионов смертей во всем мире во время пандемии. Все усилия по тестированию, лечению и вакцинации против вируса выигрывают от лучшего понимания базовой биологии SARS-CoV-2.
И вирусные, и клеточные протеазы играют решающую роль в репликации SARS-CoV-2, и ингибиторы, нацеленные на протеазы, уже продемонстрировали успех в ингибировании SARS-CoV-2 в моделях клеточных культур.
В этом исследовании, проведенном Ливерпульским университетом и Институтом Пастера в Париже, исследователи использовали метод масс-спектрометрии для изучения событий протеолитического расщепления во время инфекции SARS-CoV-2.
«Основанные на масс-спектрометрии подходы к идентификации субстратов протеазы существуют уже несколько лет, однако они нашли лишь ограниченное применение для исследования вирусных субстратов и ранее не применялись для изучения протеолиза во время коронавирусной инфекции», – объясняет ведущий автор доктор Эммотт Эдвард, научный сотрудник Института систем, молекулярной и интегративной биологии Университета.
Команда обнаружила ранее неизвестные сайты расщепления в нескольких вирусных белках, включая основные антигенные белки S и N, которые являются основными мишенями для усилий по тестированию вакцин и антител.
Они обнаружили значительное увеличение числа событий клеточного расщепления, согласующееся с расщеплением основной протеазой SARS-CoV-2 (Mpro), и идентифицировали 14 потенциальных субстратов с высокой степенью достоверности для основных и папаин-подобных протеаз, подтвердив подмножество с помощью анализов in vitro.
Далее они показали, что истощение siRNA этих клеточных белков ингибирует репликацию SARS-CoV-2, и что препараты, нацеленные на два из этих белков: тирозинкиназу SRC и Ser / Thr-киназу MYLK, показали дозозависимое снижение SARS CoV- 2 титра.
И Бафетиниб (экспериментальное лекарство от рака), и Сорафениб (одобренный препарат, используемый для лечения рака почек и печени) продемонстрировали ингибирование SARS-CoV-2 в концентрациях, которые не приводили к цитотоксичности на модели инфекции на клеточной линии человека.
Доктор Эммотт сказал: «Улучшение понимания точных способов, которыми регулируется протеолитическое расщепление, модулирует активность белка и служит для улучшения репликации вируса, будет иметь решающее значение для нацеливания на клеточные субстраты вирусных протеаз в качестве терапевтической стратегии.
"По мере появления новых вариантов SARS-CoV-2 включение данных о посттрансляционных модификациях из таких исследований, как это, также может поддержать усилия по прогнозированию фенотипов на основе генетических данных о появляющихся вариантах."