THEPOWERGAME
Ο μικροσκοπικός, επικίνδυνος και εύκολα μεταδιδόμενος ιός της ηπατίτιδας Β (HBV) επηρεάζει εδώ και χρόνια περίπου 296 εκατομμύρια ανθρώπους και σκοτώνει περίπου 1 εκατομμύριο κάθε χρόνο. Αυτός ο κρυφός ιός εισβάλλει στο ήπαρ και παραμένει σε μεγάλο βαθμό ασυμπτωματικός μέχρι να καταλήξει σε κίρρωση ή καρκίνο.
Οι περισσότερες θεραπείες προσπαθούν να αναστείλουν την πρωτεΐνη πολυμεράσης του ιού. Αλλά αυτές οι θεραπείες είναι δια βίου και όχι θεραπευτικές.
Τώρα, ερευνητές από το εργαστήριο Rockefeller του Charles M. Rice έχουν αποκαλύψει μηχανισμούς που δεν έχουν ξαναδεί μέχρι τώρα που μπορεί να οδηγήσουν σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις για τον HBV. Δημοσίευσαν τα αποτελέσματα στο Cell.
«Οι σημερινοί αναστολείς μπορούν να μετριάσουν τη μόλυνση, αλλά δεν μπορούν να την εξαλείψουν», λέει ο Dr. Bill Schneider, επίκουρος καθηγητής στο Rice’s Laboratory of Virology and Infectious Disease και συγγραφέας της εργασίας. «Η βασική επιστήμη μπορεί να προσφέρει νέες ιδέες και να οδηγήσει σε διαφορετικές στρατηγικές. Γι’ αυτό επιστρέψαμε στον πίνακα σχεδίασης για να μάθουμε περισσότερα για αυτόν τον ιό».
Ένας ασυνήθιστος οργανισμός
Το γονιδίωμα του HBV είναι ένα «αριστούργημα οικονομίας» και κατά συνέπεια, είναι ασυνήθιστα συντηρητικό. Περισσότερο από το μισό περιέχει αλληλοκαλυπτόμενα πλαίσια ανάγνωσης, περιοχές όπου τα νουκλεοτίδια κωδικοποιούν περισσότερες από μία πρωτεΐνες.
Επειδή μια μεμονωμένη μετάλλαξη σε ένα από αυτά τα πλαίσια μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στο άλλο, ο ιός πρέπει να διατηρεί αυστηρό έλεγχο σε αυτές τις περίπλοκα συνδεδεμένες περιοχές για να αποτρέψει πιθανές καταστροφικές επιπτώσεις.
Ωστόσο, το HBV είναι σαφώς αρκετά ευέλικτο ώστε να προσαρμόζεται σε νέα περιβάλλοντα. «Είναι ένας πολύ επιτυχημένος ιός στον άνθρωπο και οι «στενοί συγγενείς» του μολύνουν μια ποικιλία πτηνών και θηλαστικών», υποστηρίζει ο Dr. Schneider. Ο τρόπος με τον οποίο ο HBV διαχειρίζεται αυτή τη λεπτή ισορροπία μεταξύ γενετικής ακαμψίας και ευελιξίας δεν έχει κατανοηθεί καθόλου επειδή αυτά τα επικαλυπτόμενα πλαίσια είναι δύσκολο να διαχωριστούν. Η συλλογική τους δράση συσκοτίζει τους μηχανισμούς των μεμονωμένων πρωτεϊνών.
Για πολύ καιρό στο ραντάρ των ερευνητών ήταν η πρωτεΐνη pol, η οποία παίζει ουσιαστικό ρόλο στην αντιγραφή του HBV. Είναι ένα μόριο πολλαπλών χρήσεων και η σημασία του φαίνεται από το μέγεθός του. Είναι πολύ μεγαλύτερο από άλλες ιικές πρωτεΐνες και καλύπτει τα δύο τρίτα του κυκλικού γονιδιώματος του HBV, μοιράζοντας ένα από τα επικαλυπτόμενα πλαίσια ανάγνωσης με άλλες τρεις πρωτεΐνες.
Για να κατανοήσει καλύτερα τα δυναμικά συστατικά του, η ομάδα του Dr. Rice χρησιμοποίησε μια νέα προσέγγιση που ανέπτυξε πέρυσι, η οποία παρέχει RNA σε καλλιεργημένα κύτταρα για την παραγωγή ιικού DNA, πρωτεϊνών και άλλων προϊόντων. Η προσέγγιση τους επέτρεψε να αποσυνδεθούν ή να διαχωρίσουν τις λειτουργίες των πρωτεϊνών σε επικαλυπτόμενα πλαίσια ανάγνωσης και να αποκτήσουν μια σαφέστερη άποψη του pol.
«Φανταστείτε δύο φύλλα διαφανούς χαρτιού με διαφορετικό κείμενο στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο. Εάν μπορείτε να αφαιρέσετε ένα από τα φύλλα, θα είναι πιο εύκολο να το διαβάσετε», αναφέρει ο Dr. Schneider. «Αυτό μας επιτρέπει να κάνουμε αυτό το σύστημα παροχής RNA».
Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν βαθιά σάρωση μεταλλάξεων – μια μέθοδο υψηλής απόδοσης που μπορεί να αποκαλύψει τη μηχανική και τη συμπεριφορά δεκάδων χιλιάδων παραλλαγών πρωτεΐνης. Τους έδωσε τη δυνατότητα να δοκιμάσουν σχεδόν κάθε πιθανή παραλλαγή της πρωτεΐνης pol και να δουν πώς ανταποκρίθηκε σε κάθε αλλαγή.
Σταματημένα ριβοσώματα
Μία από τις πρώτες απροσδόκητες ανακαλύψεις τους ήταν η αυστηρή απαίτηση για αμινοξέα που ονομάζονται προλίνες κοντά στο τέλος της πρωτεΐνης pol.
Αυτά τα άκαμπτα μόρια είναι γνωστό ότι επιβραδύνουν τα ριβοσώματα, τις μοριακές μηχανές που παράγουν πρωτεΐνες ταξιδεύοντας κατά μήκος ενός μορίου αγγελιαφόρου RNA και μεταφράζοντας τον κώδικα σε αλυσίδες αμινοξέων. Πολλαπλές προλίνες στη σειρά μπορούν να σταματήσουν ένα ριβόσωμα στα ίχνη του. Και όταν ένα ριβόσωμα σταματά σε ένα συγκεκριμένο σημείο του κώδικα, εμποδίζει προσωρινά τη μετάφραση.
Φυσικά, ανακάλυψαν ότι τα ριβοσώματα που δημιουργούν την πρωτεΐνη pol σταμάτησαν λίγο πριν από το τέλος, αφήνοντας την πρωτεΐνη δεμένη στο ριβόσωμα σαν ένα μπαλόνι δεμένο στο χέρι ενός παιδιού. «Απλώς δεν το άφηνε να φύγει», λέει ο Dr. Schneider.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η στάση μπορεί να δώσει στην πρωτεΐνη χρόνο να αναδιπλωθεί σωστά για να εκτελέσει τη δουλειά της και κυρίως, να αυξήσει την πιθανότητα να συνδεθεί με το σωστό RNA – αυτό που το κωδικοποίησε. Μόνο τότε απελευθερώνεται η πρωτεΐνη.
Οδεύοντας σε νέους στόχους
Είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό ότι η πρωτεΐνη pol προτιμά να αντιστρέφει τη μεταγραφή του RNA από το οποίο προήλθε (γνωστό ως cis-preference) παρά να βρει άλλο RNA για αντιγραφή, αλλά το πώς το πέτυχε αυτό -μέσω της στασιμότητας του ριβοσώματος- ήταν άγνωστο μέχρι τώρα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι ένας τρόπος για την πρωτεΐνη pol να διαδίδει μόνο αποδεδειγμένα RNA.
«Δεν παράγονται πολλές πρωτεΐνες pol, επομένως ο ιός θέλει να βεβαιωθεί ότι όταν φτιάχνεται, μπορεί να κάνει τη δουλειά του», υποστηρίζει. Μια ιδέα είναι να αποτραπεί η καθυστέρηση του ριβοσώματος με μετάλλαξη των προλίνων που προκαλούν την παύση. «Αυτό πιθανότατα θα ανέστειλε τον ιό και μπορεί να δυσκολέψει τον ιό να αναπτύξει ανθεκτικότητα στα φάρμακα», σημειώνει.
Ακολουθήστε το Powergame.gr στο Google News για άμεση και έγκυρη οικονομική ενημέρωση!
