Velika skupina istraživača, među kojima i hrvatska znanstvenica dr. Tina Perica, mapirala je proteine u koronavirusu koji se vežu uz proteine u ljudskim stanicama. Zahvaljujući tome, znanstvenici su identificirali šezdesetak već postojećih lijekova koji bi mogli djelovati na virus SARS-CoV-2.
- Iako SARS-CoV-2 u usporedbi s drugim RNK virusima ima relativno velik genom, koji kodira za 27 ili možda čak i 29 proteina, taj koronavirus, kao i svaki drugi virus, ne posjeduje sve potrebne makromolekule za samostalno umnažanje.
Zbog toga SARS-CoV-2 okupira ljudsku stanicu, otima njezine proteine i mijenja staničnu regulaciju sve dok se na kraju cijela svrha stanice ne svede na umnažanje virusa. Cilj je ovog projekta bio mapirati sve interakcije između SARS-CoV-2 virusa i ljudskih stanica - rekla je dr. Tina Perica, postdoktorandica na Sveučilištu California u San Franciscu.
Kloniranje
- Da bismo razumjeli interakciju između SARS-CoV-2 i ljudskih stanica na molekularnoj razini, upotrijebili smo redukcionistički pristup. Vodeći autor David Gordon je zajedno s nekoliko kolega klonirao jedan po jedan virusni protein i natjerao ljudske stanice u kulturi da ga proizvedu.
Sljedeći dan su pročistili virusni protein i, koristeći masenu spektrometriju, identificirali koji su ljudski proteini pročišćeni u kompleksu s virusnim proteinom. Na taj smo način identificirali 332 ljudska proteina, od otprilike 20.000 proteina koji postoje u ljudskim stanicama, koji formiraju fizičke interakcije s proteinima SARS-CoV-2.
No, najvažniji aspekt ovog rada identifikacija je šezdesetak lijekova koji su ili već u upotrebi ili su u kliničkim studijama kao lijekovi za druge bolesti, a za koje znamo da moduliraju ljudske proteine koje smo identificirali u interakciji sa SARS-CoV-2 proteinima - pojasnila je dr. Perica.
Istaknula je kako su rezultati do kojih su došli “pogled iz ptičje perspektive”, odnosno globalna karta koja mapira međuodnos SARS-CoV-2 i ljudskih stanica.
- Takva mapa interakcija virusnih i ljudskih proteina izrađena je i za druge patogene. Zanimljivo je da se, čak i u slučajevima kada ne postoji evolucijska povezanost između patogena, neki od mehanizama kojima virusi otimaju ljudske stanice čine jako slični.
Zbog toga se nadam da ne samo što će ova studija pomoći u pronalasku efikasne terapije za bolest Covid-19 prouzročenu virusom SARS-CoV-2, nego da ćemo sljedeći put, zahvaljujući napretku bazične znanosti, biti spremniji. Jedan od glavnih razloga zašto je tako teško razviti antivirusne terapije jest činjenica da virusi imaju visoku stopu mutacija zbog čega su vrlo efikasni u razvijanju otpornosti.
Makromolekule
Drugi je razlog to što za mnoge svoje osnovne procese virusi zapravo koriste ljudske makromolekule, a većina onih za koje znamo, na primjer ribosom, esencijalne su za ljudske stanice. Blokiranje ribosoma zasigurno bi zaustavilo virus, ali bi također ubilo i sve ljudske stanice - rekla je dr. Perica.
Glavni voditelj projekta, prof. Nevan Krogan, već je predvodio mapiranje interakcije između drugih patogena, kao što su HIV, ebola i denga te ljudskih stanica.
- Cijeli ovaj projekt razvio se iz vedra neba tako da ni ja ne poznajem sve autore članka, ali mislim da nitko od nas nije virolog. Prvi autor ovog članka, koji se inače bavi sistemskom biologijom interakcija virusa i ljudskih stanica, i ja nedavno smo počeli suradnju na projektu iz sistemske biologije raka, no zbog pandemije Covida-19 su nam se prioriteti naglo promijenili. Većina nas autora ovog članka dio smo Instituta za kvantitativnu biologiju (QBI) na Sveučilišta California čiji je direktor upravo prof. Krogan.
Ideja je QBI-a povezati različite znanstvenike i omogućiti nam da provodimo projekte koje ne bismo mogli ‘uladičareni’ u svojim klasičnim disciplinama. Izrada ovakve mape interakcija virusnih i ljudskih proteina u normalnim uvjetima obično traje barem dvije godine, a u ovom je slučaju cijeli projekt trajao dva mjeseca - naglasila je dr. Tina Perica.
TKO JE DR. PERICA
Postdoktorandica na UCSF-u u San Franciscu
Tina Perica završila je Klasičnu gimnaziju te stekla diplomu iz molekularne biologije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF) u Zagrebu.
Tina Perica
- Tijekom studija u grupi prof. Kristiana Vlahovičeka počela sam se baviti bioinformatikom, a zatim u laboratoriju prof. Ivana Đikića u Frankfurtu eksperimentalnom molekularnom biologijom - rekla nam je Tina Perica. Doktorirala je na Sveučilištu Cambridge gdje je radila u MRC Laboratory of Molecular Biology koji je dosad dao 16 nobelovaca, uključujući i Francisa Cricka koji je otkrio strukturu DNK. Nakon toga se preselila u Ameriku gdje je sada postdoktorandica na Sveučilištu California u San Franciscu (UCSF).
- Moj glavni projekt je kombinacija proteinske biofizike i sistemske biologije tako da sam tijekom godina na UCSF-u puno radila s prof. Kroganom i njegovom grupom. Svi smo potreseni ovom pandemijom, naravno osobno, ali i profesionalno. Svi laboratoriji na UCSF-u sada su zatvoreni i svi smo spriječeni raditi svoja normalna istraživanja - naglasila je dr. Tina Perica.