Profesor Marcin Drąg wraz z zespołem polskich i zagranicznych naukowców rozszyfrowali strukturę jednego z enzymów SARS-CoV-2 i znaleźli substancję, która hamuje całkowicie jego działanie. To punkt wyjścia do stworzenia leku, który powstrzyma namnażanie wirusa odpowiedzialnego za COVID-19 w ludzkim organizmie.

O wielkim sukcesie badaczy z Politechniki Wrocławskiej poinformowało prestiżowe czasopismo „Science Advances”.

Ostatnie dni dobitnie pokazują, że pandemia nie odpuszcza, a nawet zdecydowanie przybiera na sile. Firmy farmaceutyczne intensywnie pracują nad kolejnymi fazami testów szczepionek, w nadziei, że za ich pomocą uda się zatrzymać rozprzestrzenianie się koronawirusa.

Alternatywą dla szczepionki mogą być leki antywirusowe – uważa prof. Marcin Drąg oraz autorka publikowanego w zagranicznym czasopiśmie artykułu dr inż. Wioletta Rut z Katedry Chemii Biologicznej i Bioobrazowania Politechniki Wrocławskiej (laureatka progamu stypendialnego Start FNP)

– Od lat wiadomo, że szczepionki na koronawirusy tworzy się trudno. A prace nad innymi rozwiązaniami w kwestii tych patogenów nie cieszyły się do tej pory popularnością, bo koronawirusy nie stanowiły większego problemu. Na SARS w 2003 roku zachorowało tylko około 8 tys. osób, niecałe 800 zmarło – mówi prof. Marcin Drąg.

Polski uczony miał okazję zajmować się poprzednim koronawirusem. Badał strukturę patogenu wywołującego SARS. Teraz, z uwagi na pokrewieństwa SARS-CoV z SARS-CoV-2, podjął się ustalenia, na ile enzymy (proteazy) obydwu wirusów są do siebie podobne. – Przeprowadziliśmy badania porównawcze, jesteśmy jedyną grupą badawczą na świecie, która takie rzeczy robi. Okazało się, że proteaza PLpro w obydwu przypadkach jest identyczna – opowiada prof. Drąg.

Skąd ten enzym?

Naukowiec wyjaśnia, że kiedy wirus wnika do komórki, wykorzystuje ją do produkcji kompleksu swoich białek. Z niego uwalniają się proteazy (SARS-CoV-2 ma je dwie, w tym PLpro), które dalej „tną” je na kawałki. W ten sposób powstają kolejne białka umożliwiające namnażanie się wirusa. 

PLpro ma również inną funkcję w zakażonej komórce. Przetwarza znajdujące się w niej ludzkie białka, co powoduje, że nie może się ona bronić przed infekcją. W ten sposób, bez jakiejkolwiek przeszkody, wirus replikuje się w komórce wywarzając ogromne ilości swoich kopii aż do momentu, kiedy zostaje zniszczona. I rozsiewa się dalej.

– Jak więc łatwo zauważyć, otrzymanie substancji neutralizującej działanie enzymu PLpro mogłoby całkowicie zatrzymać rozprzestrzenianie się wirusa w organizmie, a tym samym wyleczyć COVID-19 – mówi naukowiec z Politechniki Wrocławskiej.

I to właśnie udało się osiągnąć zespołowi prof. Drąga we współpracy z grupami prof. Tonego Huanga (New York University School of Medicine) oraz Shauna Olsena (Medical University of South Carolina).

– Inhibitory, czyli substancje powstrzymujące działanie PLpro wysłaliśmy do Stanów Zjednoczonych, w nadziei na uzyskanie ich struktury krystalicznej. To się udało. Struktury krystaliczne pomagają w pracach nad lekami. Przetestowaliśmy wiele związków, różnych pochodnych leków, udało się nam zidentyfikować cząsteczki, które się bardzo dobrze wiążą z tą proteazą – opowiada prof. Drąg.

Ponieważ enzymy z SARS-CoV i SARS-CoV-2 są identyczne, stworzenie jednego preparatu daje nadzieję na skutecznie leczenie całej grupy patogenów.

– Jeżeli uda się nam stworzyć lek, to z wielkim prawdopodobieństwem, gdy będziemy mieli następnego koronawirusa tej klasy, też zadziała. Jest na to większa szansa niż w przypadku szczepionek, bo te działają na zupełnie inne białka. Białka, na które działają szczepionki mutują, a proteazy jak widać nie – podkreśla prof. Marcin Drąg, wielokrotny laureat programów FNP oraz NCN oraz Nagrody FNP 2019.

Wyniki badań jeszcze przed wakacjami zespół udostępnił online na bioRxiv. Teraz w uzupełnionej o dodatkowe elementy wersji ukazał się w „Science Advances”. Można się z nim zapoznać pod tym linkiem.