Inteligentne sondy do szukania nowych leków. Pomogą w badaniu koronawirusa

Badania wykorzystują założenie, że aby skutecznie walczyć z koronawirusem SARS-CoV-2, trzeba zahamować jego wnikanie do wnętrza komórek ludzkich. Poza komórkami wirus nie może się namnażać i po jakimś czasie ginie. A zatem leki, które nie pozwalają na przenikanie cząstek wirusowych do komórek, a tym samym na infekowanie komórek, są obecnie bardzo intensywnie poszukiwane przez naukowców.

Dr Jacek Kolanowski z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu pracuje nad stworzeniem narzędzia pozwalającego na łatwy pomiar, jak bardzo różne komórki (np. od różnych osób, czy z różnych tkanek ludzkich) różnią się ilością białek, które pozwalają wirusowi na ich infekcję.

Takie narzędzie zostanie następnie wykorzystane do szybkiego przeszukiwania baz, zawierających tysiące różnych związków, w kierunku znalezienia takiej właśnie substancji – skutecznie blokującej wnikanie koronawirusa do komórek człowieka.

Różne komórki, różne kolory

– Zajmujemy się stworzeniem sondy fluorescencyjnej na dwa anality (składniki wykrywane w próbce - przyp. PAP), które odgrywają istotną rolę w mechanizmie wchodzenia koronawirusa do komórek gospodarza i mają praktyczne zastosowanie w poszukiwaniu potencjalnych leków – mówi dr Jacek Kolanowski.

Konkretnie chodzi o białka TMPRSS2 i ACE2 znajdujące się na powierzchni komórek ludzkich. O obu z nich wiadomo, że są zaangażowane w proces wejścia wirusa do komórki, ale aktywność tych białek jest różna w różnych komórkach.

– Od poziomu aktywności tych białek zależy skuteczność wnikania koronawirusa do komórek – tłumaczy dr Kolanowski.

Inteligentna sonda

Sonda, nad którą pracują badacze z Poznania, w odróżnieniu od wielu podobnych narzędzi, umożliwi jednoczesną wizualizację dwóch wybranych parametrów biochemicznych w żywych komórkach ludzkich.

– Nasza sonda będzie wizualizować aktywności obu białek naraz i będzie można ją wykorzystać w praktyce do poszukiwania leków, które blokowałyby te dwie aktywności. Jednoczesne zablokowanie obu białek z pewnością będzie skuteczniejsze w walce z wirusem niż zablokowanie tylko jednego z nich. Nasze narzędzie będzie tzw. testem wysokoprzepustowym, co oznacza, że pozwali na szybkie przeszukiwanie baz z dziesiątkami a nawet setkami tysięcy różnych związków. Zakładamy, że taką sondę opracujemy w ciągu 12 miesięcy – podkreśla dr Kolanowski.

Nie tylko na Covid-19

Opracowywaną sondę będzie można wykorzystać szerzej, także w poszukiwaniach leków przeciwnowotworowych czy przeciwnadciśnieniowych,

 ponieważ badane dwa białka uczestniczą nie tylko w procesie wchodzenia koronawirusa do komórki, ale również w procesach patologicznych, związanych z rozwojem raka prostaty oraz nadciśnienia tętniczego i innych chorób układu krążenia.

Co więcej, narzędzie to - w założeniu autora - będzie mogło posłużyć także do oceny podatności ludzkich komórek na infekcję wirusową i z uwagi na podobieństwo mechanizmów wnikania cząstek różnych wirusów RNA (innych wirusów SARS czy np. wirusów grypy), będzie mogło być wykorzystywane do badań także nad lekami na dotychczasowe, jak i przyszłe pandemie.

15 milionów na 14 projektów

Projekt dra Jacka Kolanowskiego jest finansowany ze środków UE pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (POIR) w ramach grantu HOMING.

Środki w wysokości prawie 200 tys. zł zostały przyznane w wyniku konkursu na finansowanie nowych zadań badawczych związanych z pandemią COVID-19, który przeprowadziła Fundacja na rzecz Nauki Polskiej. Łączny budżet konkursu wynosił 15 mln zł. Środki zostały przyznane na realizację 14 projektów.