Onderzoekers van de Northwestern University hebben een nieuwe kwetsbaarheid ontdekt in het beruchte spike-eiwit van het nieuwe coronavirus – wat een relatief eenvoudig, mogelijk behandeltraject.

Het spike-eiwit bevat de bindingsplaats van het virus, die zich aan de gastheercellen hecht en het virus in staat stelt het lichaam binnen te dringen en te infecteren. Met behulp van simulaties op nanometerniveau, de onderzoekers ontdekten een positief geladen plaats (bekend als de polybasische splitsingsplaats) op 10 nanometer van de eigenlijke bindingsplaats op het spike-eiwit. De positief geladen plaats zorgt voor een sterke binding tussen het viruseiwit en de negatief geladen menselijke celreceptoren.

Door gebruik te maken van deze ontdekking, de onderzoekers ontwierpen een negatief geladen molecuul om te binden aan de positief geladen splitsingsplaats. Het blokkeren van deze site verhindert dat het virus zich aan de gastheercel bindt.

"Ons werk geeft aan dat het blokkeren van deze splitsingsplaats kan werken als een levensvatbare profylactische behandeling die het vermogen van het virus om mensen te infecteren vermindert, " zei Monica Olvera de la Cruz van Northwestern, die het werk leidde. "Onze resultaten verklaren experimentele studies die aantonen dat mutaties van het SARS-CoV-2 spike-eiwit de overdraagbaarheid van het virus beïnvloedden."

Het onderzoek is vorige week online gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano .

Olvera de la Cruz is de advocaat Taylor Professor of Materials Science and Engineering aan de McCormick School of Engineering van Northwestern. Baofu Qiao, een onderzoeksassistent-professor in de onderzoeksgroep van Olvera de la Cruz, is de eerste auteur van de krant.

Bestaat uit aminozuren, De polybasische splitsingsplaatsen van SARS-CoV-2 zijn ongrijpbaar gebleven sinds het begin van de COVID-19-uitbraak. Maar eerder onderzoek geeft aan dat deze mysterieuze sites essentieel zijn voor virulentie en overdracht. Olvera de la Cruz en Qiao ontdekten dat de polybasische splitsingsplaats zich op 10 nanometer van menselijke celreceptoren bevindt - een bevinding die onverwacht inzicht verschafte.

"We hadden niet verwacht dat we elektrostatische interacties zouden zien op 10 nanometer, " zei Qiao. "In fysiologische omstandigheden, alle elektrostatische interacties vinden niet meer plaats op afstanden langer dan 1 nanometer."

"De functie van de polybasische splitsingsplaats is ongrijpbaar gebleven, " zei Olvera de la Cruz. "Echter, het lijkt te worden gesplitst door een enzym (furine) dat overvloedig aanwezig is in de longen, wat suggereert dat de splitsingsplaats cruciaal is voor het binnendringen van virussen in menselijke cellen."

Met deze nieuwe informatie Olvera de la Cruz en Qiao zijn vervolgens van plan om samen met noordwestelijke chemici en farmacologen een nieuw medicijn te ontwerpen dat zich aan het spike-eiwit kan binden.