جدول المحتويات:
فيديو: كيف اكتشف صائدو المخدرات COVID-19 مركبات مكافحة الفيروسات
2023 مؤلف: Peter Bradberry | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-21 22:31
يبحث مشروع كبير في "المداخل" التي يستخدمها الفيروس التاجي للوصول إلى الخلايا - ويجد الأدوية التي يمكن أن تسدها.
تمت إعادة طباعة المقالة التالية بإذن من.
المحادثة ، وهي نشرة على الإنترنت تغطي أحدث الأبحاث.
لماذا لا نملك أدوية لعلاج COVID-19 وكم من الوقت سيستغرق تطويرها ؟.
يعد SARS-CoV-2 - الفيروس التاجي المسبب لمرض COVID-19 - جديدًا تمامًا ويهاجم الخلايا بطريقة جديدة. يختلف كل فيروس عن الآخر وكذلك الأدوية المستخدمة في علاجه. لهذا السبب لم يكن هناك دواء جاهز للتعامل مع فيروس كورونا الجديد الذي ظهر قبل بضعة أشهر فقط.
بصفتي عالم أحياء أنظمة يدرس كيفية تأثر الخلايا بالفيروسات أثناء العدوى ، فأنا مهتم بشكل خاص بالسؤال الثاني. عادة ما يستغرق العثور على نقاط الضعف وتطوير دواء لعلاج المرض سنوات. لكن فيروس كورونا الجديد لا يمنح العالم هذا النوع من الوقت. مع إغلاق معظم أنحاء العالم والتهديد الذي يلوح في الأفق بملايين الوفيات ، يحتاج الباحثون إلى إيجاد دواء فعال بشكل أسرع.
لقد قدم هذا الموقف لي ولزملائي التحدي وفرصة العمر: للمساعدة في حل هذه الأزمة الاقتصادية والصحية العامة الضخمة التي فرضها الوباء العالمي لفيروس السارس.
في مواجهة هذه الأزمة ، قمنا بتجميع فريق هنا في معهد العلوم البيولوجية الكمية (QBI) في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو ، لاكتشاف كيف يهاجم الفيروس الخلايا. ولكن بدلاً من محاولة إنشاء دواء جديد بناءً على هذه المعلومات ، فإننا نتطلع أولاً لمعرفة ما إذا كانت هناك أي أدوية متاحة اليوم يمكنها تعطيل هذه المسارات ومكافحة فيروس كورونا. حتى الآن ، حددنا 27 دواءً معتمدًا من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ونأمل في تضييق نطاق البحث وتسريع عملية البحث.
يعمل الفريق المكون من 22 مختبرًا ، والذي أطلقنا عليه اسم QCRG ، بسرعة فائقة - حرفيًا على مدار الساعة وفي نوبات - سبعة أيام في الأسبوع. أتخيل أن هذا هو ما شعرت به في وقت الحرب مثل مجموعة فك الشفرات Enigma خلال الحرب العالمية الثانية ، وفريقنا بالمثل يأمل في نزع سلاح عدونا من خلال فهم أعماله الداخلية.
خصم خفي
بالمقارنة مع الخلايا البشرية ، الفيروسات صغيرة ولا يمكنها التكاثر من تلقاء نفسها. يحتوي الفيروس التاجي على حوالي 30 بروتينًا ، بينما تحتوي الخلية البشرية على أكثر من 20000 بروتين.
للتغلب على هذه المجموعة المحدودة من الأدوات ، يحول الفيروس بذكاء جسم الإنسان ضد نفسه. عادةً ما تكون المسارات إلى الخلية البشرية مقفلة أمام الغزاة الخارجيين ، لكن الفيروس التاجي يستخدم بروتيناته الخاصة مثل المفاتيح لفتح هذه "الأقفال" ودخول خلايا الشخص.
بمجرد دخوله ، يرتبط الفيروس بالبروتينات التي تستخدمها الخلية عادة لوظائفها الخاصة ، أي اختطاف الخلية وتحويلها إلى مصنع لفيروس كورونا. مع إعادة تجهيز موارد وآليات الخلايا المصابة لإنتاج الآلاف والآلاف من الفيروسات ، تبدأ الخلايا في الموت.
تكون خلايا الرئة معرضة بشكل خاص لهذا لأنها تعبر عن كميات كبيرة من بروتين "القفل" الذي يستخدمه SARS-CoV-2 للدخول. يتسبب موت عدد كبير من خلايا الرئة لدى الشخص في ظهور أعراض الجهاز التنفسي المرتبطة بـ COVID-19.
هناك طريقتان للرد. أولاً ، يمكن للأدوية أن تهاجم البروتينات الخاصة بالفيروس ، وتمنعها من القيام بوظائف مثل دخول الخلية أو نسخ موادها الجينية بمجرد دخولها. هذه هي الطريقة التي يعمل بها عقار remdesivir - وهو دواء يخضع حاليًا للتجارب السريرية لـ COVID-19 -.
مشكلة في هذا النهج هي أن الفيروسات تتغير وتتغير بمرور الوقت. في المستقبل ، يمكن أن يتطور الفيروس التاجي بطرق تجعل عقارًا مثل ريمديسفير عديم الفائدة. إن سباق التسلح بين الأدوية والفيروسات هو سبب حاجتك إلى لقاح جديد ضد الإنفلونزا كل عام.
بدلاً من ذلك ، يمكن للدواء أن يعمل عن طريق منع البروتين الفيروسي من التفاعل مع البروتين البشري الذي يحتاجه. هذا النهج - حماية الآلة المضيفة بشكل أساسي - له ميزة كبيرة على تعطيل الفيروس نفسه ، لأن الخلية البشرية لا تتغير بسرعة. بمجرد العثور على دواء جيد ، يجب أن يستمر في العمل. هذا هو النهج الذي يتبعه فريقنا. وقد يعمل أيضًا ضد الفيروسات الناشئة الأخرى.
تعلم خطط العدو
كان أول شيء يتعين على مجموعتنا القيام به هو تحديد كل جزء من المصنع الخلوي الذي يعتمد عليه فيروس كورونا للتكاثر. كنا بحاجة لمعرفة البروتينات التي كان الفيروس يخطفها.
للقيام بذلك ، ذهب فريق في مختبري في رحلة صيد جزيئي داخل الخلايا البشرية. بدلاً من وجود دودة على خطاف ، استخدموا بروتينات فيروسية ذات علامات كيميائية صغيرة مرتبطة بها - يطلق عليها "الطُعم". نضع هذه الطعوم في الخلايا البشرية المزروعة في المختبر ثم نخرجها لنرى ما حصلنا عليه. أي شيء عالق هو بروتين بشري يختطفه الفيروس أثناء الإصابة.
بحلول 2 مارس ، كان لدينا قائمة جزئية من البروتينات البشرية التي يحتاجها الفيروس التاجي للنمو. كانت هذه أول أدلة يمكن أن نستخدمها. أرسل أحد أعضاء الفريق رسالة إلى مجموعتنا ، "التكرار الأول ، 3 طُعم فقط … 5 طُعم قادمة." كانت المعركة مستمرة.
هجوم مضاد
بمجرد حصولنا على قائمة الأهداف الجزيئية التي يحتاجها الفيروس للبقاء على قيد الحياة ، تسابق أعضاء الفريق لتحديد المركبات المعروفة التي قد ترتبط بهذه الأهداف وتمنع الفيروس من استخدامها للتكاثر. إذا كان بإمكان المركب منع الفيروس من نسخ نفسه في جسم الشخص ، تتوقف العدوى. ولكن لا يمكنك ببساطة التدخل في العمليات الخلوية كما تشاء دون التسبب في ضرر للجسم. كان فريقنا بحاجة إلى التأكد من أن المركبات التي حددناها ستكون آمنة وغير سامة للناس.
الطريقة التقليدية للقيام بذلك تتضمن سنوات من الدراسات قبل السريرية والتجارب السريرية التي تكلف ملايين الدولارات. ولكن هناك طريقة سريعة ومجانية للتغلب على هذا: البحث عن 20 ألف دواء معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية تم اختبار سلامته بالفعل. ربما يوجد عقار في هذه القائمة الكبيرة يمكنه محاربة فيروس كورونا.
استخدم الكيميائيون لدينا قاعدة بيانات ضخمة لمطابقة الأدوية والبروتينات المعتمدة التي يتفاعلون معها مع البروتينات الموجودة في قائمتنا. وجدوا 10 عقاقير مرشحة الأسبوع الماضي. على سبيل المثال ، كان من بين تلك النتائج عقار للسرطان يسمى JQ1. بينما لا يمكننا التنبؤ بكيفية تأثير هذا الدواء على الفيروس ، إلا أن لديه فرصة جيدة لفعل شيء ما. من خلال الاختبار ، سنعرف ما إذا كان هذا الشيء يساعد المرضى.
في مواجهة خطر إغلاق الحدود العالمي ، قمنا على الفور بشحن علب من هذه الأدوية العشرة إلى ثلاثة من المختبرات القليلة في العالم التي تعمل مع عينات فيروس كورونا الحية: اثنان في معهد باستير في باريس وجبل سيناء في نيويورك. بحلول 13 مارس ، كان يتم اختبار الأدوية في الخلايا لمعرفة ما إذا كانت تمنع الفيروس من التكاثر.
إيفاد من ساحة المعركة
سيتعلم فريقنا قريبًا من المتعاونين معنا في Mt. سيناء ومعهد باستير ما إذا كان أي من هذه الأدوية العشرة الأولى يعمل ضد عدوى SARS-CoV-2. في غضون ذلك ، واصل الفريق صيد الطعوم الفيروسية. لقد وجدنا حتى الآن 332 بروتينًا بشريًا يشترك فيها فيروس كورونا ، وهناك أدوية تتفاعل مع 66 من تلك البروتينات. لقد نشرنا نتائج عملنا ، الذي لم تتم مراجعته بعد من قبل الأقران ، في 22 مارس على أمل أن تتمكن المعامل حول العالم من البدء في اختبار هذه الأدوية وإيجاد علاج في أسرع وقت ممكن.
الخبر السار هو أنه حتى الآن ، اكتشف فريقنا 50 دواءً موجودًا تربط البروتينات البشرية التي حددناها. هذا العدد الكبير يجعلني آمل أن نتمكن من العثور على دواء لعلاج COVID-19. إذا وجدنا دواءً معتمدًا يؤدي حتى إلى إبطاء تقدم الفيروس ، يجب أن يكون الأطباء قادرين على البدء في إيصاله إلى المرضى بسرعة وإنقاذ الأرواح.
اقرأ المزيد عن تفشي فيروس كورونا هنا.
ملاحظة المحرر (3/23/20): قام شركاؤنا في The Conversation بتحديث هذه القصة بعد إصدار دراسة ما قبل الطباعة من قبل المؤلف وزملائه.