A Rice Egyetem és a Baylor College of Medicine kutatói számítógépes szimulációval próbálták modellezni az influenzavírus működését. Azt remélik, hogy az influenzát ezután hatékonyabban lehet kezelni, s talán még egy olyan vakcinát is ki lehet fejleszteni ezzel szemben, ami mindegyik vírusfajta ellen hat.
A vírus támadásakor egy sajátos molekula alakul át. A molekula kicsit a szilveszterkor kedvelt ördögnyelvre emlékeztetve, összehajtogatott állapotból gyorsan kitekeredik, majd újra begubózik. Ezt azonban még egy trükk megelőzi: az ördögnyelvet egy "trójai faló" védi, s amikor az addig álcázott molekula kitekeredik, akkor "ugranak elő" belőle a támadóegységek, amelyek a fertőzött emberek sejthártyáját fúrják át, és lehetővé teszik a fertőző vírus genetikai anyagának bejutását a gazdasejtekbe. E pillanat, a támadóegységek kiszabadulása jelenti a kutatók szerint azt a pontot, ahol a folyamat - nagyon rövid ideig - támadható. A jövőbeni ellenszernek tehát ezt a rövid időszakot kell kihasználnia a vírustámadás megfékezésére.
A kutatók felfedezéseiket a című tudományos folyóiratban tették közzé - vizsgálatuk a hemagglutinin útját tárta fel a gazdaszervezetben. A hemagglutinin egy glikoprotein, amely az influenzavírus felszínén "lovagol". A glikoproteinek olyan fehérjék (proteinek), amelyekhez szénhidrátok kapcsolódnak. (Szénhidrátok közé tartozik például a szőlő- és a gyümölcscukor is, a bonyolultabb szénhidrátok pedig a poliszacharidok, így a keményítő vagy a cellulóz is.)
A hemagglutininnek kulcsszerepe van abban, hogy az influenzavírus peptideket bocsát ki a gazdaszervezet sejtjeinek megtámadására. (A polipeptidnek is hívják őket. )
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Az influenzavírus peptidkibocsátása régóta izgatja a tudósokat. Számos teória született a megmagyarázására. Ám eddig egyetlen modell sem írta le tökéletesen a valóságot. Most José Onuchic, a Rice Egyetem biofizikusa és Qinghua Wang, illetve Jianpeng Ma, a Baylor biokémikusai együtt dolgoztak ki egy új elképzelést - írja a Medical Xpress .
A kutatócsoport a fehérjék összehajtogatódását tanulmányozta, és algoritmusokat dolgozott ki arra, hogy miként konfigurálja (hogyan formálja) újra magát a hemagglutinin azért, hogy megfertőzzön egy sejtet. Ez az újra-összehajtogatódás azonban sérülékeny folyamat, amelyet ellenszerekkel meg lehetne támadni a kutatók reményei szerint - ezért ígéretes a mostani munkájuk az influenza gyógyítása szempontjából.
A vírustámadás előtt, a folyamat elején a hemagglutinin teljesen összehajtogatott, "bezárt" állapotban van. Ez Ma szerint az egyetlen ismert eset, amikor emberben egy fehérje fixen rögzített, majd ezután teljesen kibomlik.
A proteinek azok a "molekuláris motorok", amelyeket a DNS kódol, és az élet számára létfontosságú feladatokat hajtanak végre. Onuchic és kollégái most a Rice Egyetem Elméleti Biofizikai Központjában (CTBP) tanulmányozták a hemagglutinint, méghozzá "energiamintázati elméletük" révén. A hemagglutinin átalakulási folyamatait vizsgálták. Biofizikai jellemzőket és energiaszinteket modelleztek, hogy feltárják a bonyolult molekula transzformációs fázisait.
Az influenzavírus hemagglutininja kétféle úton konfigurálja újra magát, miközben a vírust hozzátapasztja a megfertőzött egyed sejtjéhez. Kiküldheti az összes "fúziós" peptidjét a gazdasejtbe vagy megoszthatja azokat a gazdasejt és maga a vírus között.
A kutatók nemcsak elméleti modelleket állítottak fel, hanem röntgen-kristallográfiával is vizsgálták a folyamatot. A hemagglutinin kezdeti és végső állapotát igyekeztek megfigyelni. Ám ez a glikoprotein nagyon gyorsan alakul át, és átalakulás közben szabadulnak fel a peptidek belőle. E folyamat ezért nehezen követhető megfigyeléssel, ezért volt szükség tehát az elméleti modellekre is.
Márpedig a hemagglutinin átalakulása a fertőzési folyamat legsérülékenyebb szakasza, ezt lehetne ellenszerekkel "betámadni", és így az influenza vírus elleni terápia is hatékonyabb lehetne. A glikoprotein kihajtogatódása és újbóli összehajtogatódása közötti pillanatokban a hemagglutinin "széthasad", és ilyenkor bocsátja ki a fúziós peptideket.
Ezek a fúziós peptidek a molekula legfontosabb részeit képezik. A hemagglutinin a vírus felszínéhez, membránjához kötődik, és amikor a peptidek felszabadulnak belőle, beágyazzák magukat a célpontként szolgáló sejt membránjába. Ezzel összeköttetést teremtenek a két sejt között.
A hemagglutinin célja az, hogy lyukat üssön a két membránon - mondta Ma. Azért kell a két sejtnek fuzionálnia, összeolvadnia, hogy a vírus genetikai anyaga bejusson az ember sejtjeibe. A hemagglutinint az emberi sejtek receptorai poliszacharidként ismerik fel (ilyen például a keményítő) és a sejt ezért bekebelezi ezt. A hemagglutininnek van egy "burka", amely ilyenkor megóvja a benne lévő szegmentumokat. (Mint a trójai faló esetében is történt egykor a "támadóegység" harcosaival.)
Ha a savas koncentráció megváltozik, a hemagglutinin burka lebomlik, a glikoprotein elkezdi újrakonfigurálni magát. Ilyenkor a fúziós peptidek, amelyek addig elbújtak a hemagglutininben, felszabadulnak.
Minthogy a hemagglutinin védő burka gyakori mutációk révén állandóan módosítja a felszínét, ezért nehéz ellene antitestekkel védekezni. Az emberi szervezet ezért képes nehezen ellenállni az influenzának. Ugyanakkor a kutatók szerint a hemagglutinin belsejében lévő proteinek kevésbé változnak, és ha ezeket célozzák meg ellenszerekkel, akkor hatékonyabbá válhat a vírus elleni védekezés. Így esetleg univerzális influenza elleni vakcina is kifejleszthető lenne, amely egész életre szóló védelmet adhatna.
A vírus jó modellje lehet további vizsgálatok szempontjából is. Hasonló lehet a kutatók szerint a HIV ás az ebola kórokozójának a működése is , miután a membránok fúziójával "dolgoznak" ezek is.
