揭幕冠状病毒如何劫持我们的细胞,以帮助推出新的药物给患者

AG体育平台领导的快速反应研究小组采用一种非常规的途径对抗病毒

通过 罗宾标志

AG体育平台的 妮娃krogan博士,一直没有睡过好觉了,因为一月,当covid-19引起的一种新型冠状病毒病例开始在中国秒杀,煽动随之而来的全球大流行已经影响到自100多个国家的担忧。

在这些重大的几周,krogan,主任AG体育平台的 定量生物科学研究所 (QBI)和细胞和分子药理学教授,一直一心一意专注于一个目标:深入了解如何在SARS冠状病毒2型病毒引起covid-19劫持人体细胞的机械本身的延续。这些知识可能导致的方式,在其轨道阻止疾病。

尽管许多人的希望都挂在疫苗或药物靶点的病毒直接,krogan采用一种非常规的方式发展:目标主机 - 换句话说,你。

妮娃krogan talks with the QBI COVID-19 team
妮娃krogan(中心),博士和他的世界各地的科学家协作都快速跟进努力寻找蛋白质在得到由covid-19被抢劫细胞。 照片由苏珊·梅里尔

考虑病毒究竟是如何感染宿主揭示了为什么krogan,也是在AG体育平台下属的一名高级调查员 格拉德斯通研究所,需要从这种不寻常的方向瞄准。病毒有很大的权力,以大碍,但他们也有一个关键的弱点:他们无法重现自己和依赖他们的主人传播的蛋白质制造机制。它是弱点krogan看到作为一个有效的手段来穿上covid-19的失控的火车制动器,也许其它疾病以及。

感染我们来说,SARS冠状病毒2型病毒获得其遗传物质进入我们的细胞,然后共同选择采用我们自己的蛋白质,它们重新分配,以使数以百万计的自身拷贝的任务。这个海啸的复制病毒最终杀死细胞,释放病毒颗粒,通过身体的旅行,以感染更多的细胞或蔓延至新的人类宿主,延续爆发。  

狩猎的蛋白质相互作用

the novel coronavirus surrounds cells in an eletron microscope image
一个彩色扫描电子显微照片示出了培养的细胞(蓝色)严重感染SARS-CoV的-2病毒颗粒(橙色)。 由NIH图像

圆四小时后,两个月的过程中,krogan与SARS-COV-2感染相互作用过程中发现的超过300种人的蛋白质。要做到这一点,他的实验室的成员看了所有29个基因的SARS冠状病毒,基因组2,整理出其中26个蛋白质产品。然后他们克隆这些蛋白质,添加微小的化学标记他们,并把他们在人类细胞。与病毒的人交互的人类蛋白质可以通过化学标签来识别。球队编译此信息为人类蛋白质,使病毒在我们的身体复制的库。

根据这些信息,krogan和他的同事做地图的这种“相互作用组学”,奠定了我们展示蛋白质如何与病毒的人合作的网络图。阻断这些相互作用可以防止病毒制作本身,krogan原因副本,从而减缓感染和传播。

搜查毒品

找出有可能实现这个目的,在几天之内药物krogan组装科学联盟,被称为QBI冠状病毒研究小组,或qcrg,其中包括数以百计的AG体育平台和其他地方的科学家。因为科学家与联邦拨款不能转动很快到另一个研究领域没有财政支持一些其他形式,长期UCSF捐助罗恩·康威跳进违约,指挥他自己的一些资金,qcrg并迅速围捕一组其他慈善家,以及为促进社会化媒体的前景的工作。到今天为止,40个多人已经回应捐款的原因。

与康威的支持,qcrg科学家,其中包括一组在药物发现和开发的专家,采取了新的蛋白质图谱就跑了,在潜在的治疗方法搜索。

一个这样的科学家, 凯文shokat博士,在药物设计的化学家和专家,通过药物结构的数据库梳理发现匹配以及与在SARS-COV-2相互作用组学人类宿主蛋白质的候选人,并因此可能会阻止该病毒的行为。 shokat,细胞和分子药理学教授,AG体育平台,招收其他实验室在其轨道上的工作在这个问题上。

“我们是一种众包吧,” shokat说。 “每个人都看到的化合物,我们在我们的实验室,我们的工作还没有公布,药物已经是市售的,或者药物,其他人开发的。”

球队优先已经由美国批准的药物看好食品和药物管理局的任何条件,因为他们可以很容易地提供给患者covid-19。 “我们很想找到一个临床药物访问。”

shokat,与其他成员qcrg 布赖恩shoichet博士,药物化学教授, 插孔汤顿博士,细胞和分子药理学教授,已经交付看好的候选药物,以法国著名的巴斯德研究所,巴黎,并安装医药在伊坎学校西奈在纽约,两人在世界上唯一的网站目前与带电作业在SARS-COV-2病毒的培养。

所有这些工作已经以极快的速度已经完成,这要归功于生物工具和技术在过去十年中的巨大进步。当krogan建艾滋病毒类似的宿主蛋白在地图2012年,花了几年。

scientists talk on a video conference call on a computer
妮娃krogan,博士,在与QBI冠状病毒研究小组的成员在视频会议通话会谈。

“现在我们正在为复制SARS-COV-2的努力,但在几个星期内,”他说。 “这是显着的,当人们以开放的合作,在这你可以做事情的速度。”

所有的一切,研究人员已经确定了近70现有的药物可能能够破坏蛋白质的途径,新的病毒攻击。

“我们正在深挖我们目前的实验项目,还找我们可以添加到妮娃的网线,说:” shokat。

一个有希望的目标是被称为翻译的细胞过程,病毒劫持,使我们的细胞机器炮制出自己的蛋白质。 shokat和他的同事qcrg, 达维德鲁杰罗博士,在AG体育平台基本癌症研究的海伦·迪勒家庭的教授,已经寻找方法来控制转换为其他疾病。公司效应疗法,共同创立由shokat和鲁杰罗,一直在测试zotatifin,一种药物,抑制翻译,在1/2期试验为癌症。

“我们不能等待,看看这种药物还致力于阻止病毒复制,”他说。

脱胶了人类宿主蛋白的作品一直没有在病毒学最受宠的想法,因为影响蛋白质的功能可能会产生副作用,承担已经脆弱的患者人数。针对严峻的疾病,如covid-19,不过,shokat说药物如zotatifin仍然可以是一个很好的候选人治疗,因为他们只会被用来短期的。

不过,这是不肯定的是,使用现有的药物,以固定的宿主蛋白将是有效和安全的患者患covid-19,使得副作用有效的关注。

“这些蛋白质进行在宿主细胞的正常功能,除了帮助病毒复制,”约翰·扬博士,罗氏制药的研究,并在瑞士巴塞尔早期发展传染病的全球主管,谁曾与krogan工作了好几年,是说现在参与qcrg努力。 “所以,问题是,‘你能安全地修改这些蛋白质的功能是什么?’”

世界各地的连接队

krogan之所以能够如此快速地组装这个庞大的科研合作,因为它遵循了雄心勃勃的跨学科的理念,他在AG体育平台倡导,并在世界各地,为QBI的创始人,该公司是总部设在药房的AG体育平台的学校。现在他已经与他的“筒仓破坏”的方式建立了深厚的连接得到了回报,他说。

“我们是在一个真正伟大的情况下,使所有这些人在一起,因为我们已经与他们合作,并自年QBI三年半前开始使它们之间的连接,” krogan说。 “我从来没有见过这么多的科学家把他们丰富的专业知识,共同工作于一个单一的问题,”他说。

谁在qcrg会师几十研究人员已经这样做了,krogan说,因为他们认为,尽管潜在的副作用问题,针对宿主蛋白有很多在直接针对病毒的好处。

我们是在一个真正伟大的情况下,使所有这些人在一起,因为我们已经与他们合作,使它们之间的连接,因为多年QBI三年半前成立。我从来没有见过这么多的科学家把他们丰富的专业知识,共同工作于一个单一的问题。

妮娃krogan博士

主机指导方针的一分大优势,说shokat是,当病毒复制,他们是非常容易出错。从这些错误产生的突变是什么驱动药物和疫苗的阻力(这可以解释为什么你需要一个新的流感疫苗每年)。

“我们自己的细胞的复制DNA的方式是更可靠的,”他说,‘所以,如果我们的目标药物到我们的宿主蛋白,我们的目标是不太可能做出对病毒的有益变化的蛋白质。’

它也是重要的,有一个像罗氏深入参与药物开发与qcrg提供行业的角度来看公司的工作,年轻的说。

“学术界和工业界是相辅相成的,”他说,“与行业集中在药物的安全和效能之间的平衡。”这种平衡,年轻指出,是至关重要的决定是否在培养皿中行之有效的药物应在人类中使用。

最终,广泛的社区krogan汇集了正在开展研究,将有远远超越SARS-COV-2,与众多相关病毒的其中股特性的影响。

“有什么了不起针对这些宿主因素是,如果我们找到一个薄弱环节,可以用药物对其进行定位,该药物将在covid-21的工作或未来无论发生什么事,和任何其他的病毒,使用相同的途径,”他说。

krogan认为确有薄弱环节,在SARS-COV-2感染和许多其他疾病,他的相互作用组学地图照亮他们。

“我们看到的蛋白质和复合物和途径上来一次又一次跨越多种疾病,”说krogan。 “为什么?我想这是因为有一种在你的细胞阿喀琉斯之踵“。这些相同的途径也似乎在看似无关的疾病,如心脏疾病和癌症的作用。

krogan说,他的财团的做法使研究人员能够做到这一刻的基本科学而铺平了未来的发展道路。

“我们正在建立基础设施,以应对下一次大流行,”他说。 “我们的独特之处,在这里AG体育平台,我们可以做这样的事情作为一个群体和有才华的人还拉来自世界各地。我们设定的科学就应该做一个新的范例“。