Neuropilínový proteín uľahčuje vstup Sars-CoV-2 do buniek

Je známe, že koronavírus SARS-CoV-2 infikuje bunky prostredníctvom receptora ACE2, ale dokáže to aj neuropilínový proteín. Medzinárodný výskumný tím pod nemecko-fínskou koordináciou teraz identifikoval Neuropilin-1 ako taký faktor. Tento membránový proteín môže uľahčiť vstup koronavírusov do vnútra bunky. Je lokalizovaný v respiračnom a čuchovom epiteli. Mohlo by ísť o strategicky dôležité miesto, ktoré prispieva k infekčnosti a šíreniu COVID-19. Odborníci z Nemeckého centra pre neurodegeneratívne choroby (DZNE), Technickej univerzity v Mníchove, Fakultnej nemocnice Göttingen, Univerzity v Helsinkách a ďalších výskumných inštitúcií teraz zverejnili svoje výsledky v časopise Science.

Otvárač dverí na infekcie – proteín neuropilín

Koronavírus môže napadnúť rôzne orgány, ako sú pľúca a obličky, a tak vyvolať neurologické príznaky. Patrí sem dočasná strata čuchu a chuti. Spektrum symptómov súvisiacej choroby známej ako COVID-19 je preto dosť komplexné. Súvisiaci vírus SARS-CoV spôsobil v roku 2003 oveľa menšie ohnisko, pravdepodobne preto, že infekcia bola obmedzená na dolné dýchacie cesty. Vďaka tomu bol vírus menej prenosný. Naproti tomu SARS-CoV-2 infikuje aj horné dýchacie cesty vrátane nosovej sliznice. Výsledkom je, že sa rýchlo šíri aktívnym vylučovaním vírusov, napríklad pri kýchaní.

Tropizmus odráža schopnosť vírusu infikovať určité typy buniek v rôznych orgánoch. To je určené dostupnosťou dokovacích miest, takzvaných receptorov, na povrchu buniek. Receptory umožňujú dokovanie a penetráciu do buniek. Východiskovým bodom tejto štúdie bola otázka, prečo SARS-CoV a SARS-CoV-2, ktoré používajú ACE2 ako receptor, spôsobujú rôzne choroby. Vysvetlil to Mikael Simons, vedúci výskumnej skupiny na mieste DZNE v Mníchove a profesor molekulárnej neurobiológie na Technickej univerzite v Mníchove. Jeho tím bol zapojený do súčasných štúdií spolu so skupinou Giuseppe Balistreriho na univerzite v Helsinkách.

Výsledky štúdie

Aby vedci pochopili, ako je možné tieto rozdiely vysvetliť, skúmali vírusové „špičaté proteíny“. Dôvodom je, že tieto sú nevyhnutné pre vstup vírusu. Špičkový proteín SARS-CoV-2 sa líši od svojho staršieho príbuzného vložením miesta štiepenia furínu. Takto Simons vysvetlil tento proces. Podobné sekvencie sa nachádzajú v špičkových proteínoch mnohých ďalších vysoko patogénnych ľudských vírusov. Keď sú proteíny štiepené furínom, je na ich štiepenom konci vystavená špecifická sekvencia aminokyselín. Také substráty štiepené furínom vykazujú charakteristický vzor. Je známe, že sa viaže na proteín neuropilínu na povrchu bunky. Experimenty s bunkami kultivovanými v laboratóriu v súvislosti s umelými vírusmi, ktoré napodobňujú SARS-CoV-2, ako aj s prirodzene sa vyskytujúcimi vírusmi, ukazujú, že Neuropilin-1 môže v prítomnosti ACE2 podporovať infekciu. Infekcia bola potlačená špecifickým blokovaním neuropilínu-1 protilátkami.

Ďalšie experimenty na myšiach ukázali, že Neuropilin-1 teda umožňuje transport malých častíc veľkosti vírusu z nosovej sliznice do centrálneho nervového systému. Tieto nanočastice boli chemicky navrhnuté tak, aby sa viazali na neuropilín-1. Keď boli nanočastice podané do nosa zvierat, v priebehu niekoľkých hodín sa dostali do neurónov a kapilár v mozgu. Je veľmi pravdepodobné, že takúto cestu imunitný systém u väčšiny pacientov potlačí. Neuropilín-1 pravdepodobne zachytí vírus a pošle ho do ACE2. Na objasnenie tejto otázky je potrebný ďalší výskum. V tejto chvíli je príliš skoro špekulovať o tom, že blokovanie neuropilínu je možné. Komu táto štúdia Takýto terapeutický prístup by bol v medicíne veľmi praktický a mal by sa vziať do úvahy v budúcich štúdiách.