เสนอความหวังใหม่สำหรับการรักษา COVID-19 การเสียชีวิตและการเจ็บป่วยต่อเนื่องหลายล้านรายที่เกิดจากการแพร่ระบาดของโควิด-19 ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องแสวงหาแนวทางใหม่ในการทำความเข้าใจว่าไวรัสเข้าสู่เซลล์มนุษย์อย่างชำนาญและตั้งโปรแกรมใหม่ได้อย่างไร นวัตกรรมเร่งด่วนที่นำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ ๆ เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากนักไวรัสวิทยาคาดการณ์ว่าไวรัสและโรคระบาดร้ายแรงในอนาคตอาจเกิดขึ้นอีกครั้งจากตระกูลไวรัสโคโรนา สล็อต
แนวทางหนึ่งในการพัฒนาวิธีการรักษาแบบใหม่สำหรับไวรัสโคโรนารวมถึงไวรัส SARS-CoV-2 ที่เป็นสาเหตุของโควิด-19 คือการปิดกั้นกลไกที่ไวรัสตั้งโปรแกรมเซลล์ของเราใหม่และบังคับให้เซลล์ผลิตอนุภาคไวรัสมากขึ้น แต่จากการศึกษาได้ระบุโปรตีนของมนุษย์เกือบ 1,000 ชนิดที่มีศักยภาพในการจับกับโปรตีนของไวรัส ทำให้เกิดความท้าทายอย่างท่วมท้นในการระบุว่าปฏิกิริยาใดที่เป็นไปได้ที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อมากที่สุด
ความร่วมมือหลายสถาบันได้พัฒนาชุดเครื่องมือในแมลงวันผลไม้ ( Drosophila ) เพื่อแยกแยะความเป็นไปได้ต่างๆ Drosophila COVID Resource (DCR) ใหม่เป็นทางลัดสำหรับการประเมินยีน SARS-CoV-2 ที่สำคัญและทำความเข้าใจว่าพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตีนของมนุษย์อย่างไร
Bier ศาสตราจารย์แห่ง UC San Diego School of Biological Sciences กล่าวว่า "ลักษณะเด่นของไวรัสคือความสามารถในการวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะที่พิสูจน์แล้วว่าท้าทายอย่างยิ่งในการควบคุมไวรัส SARS-CoV-2" "เรามองเห็นว่าแหล่งข้อมูลใหม่นี้จะช่วยให้นักวิจัยสามารถประเมินผลกระทบเชิงหน้าที่ของปัจจัยที่ผลิตจากเชื้อโรคที่เกิดขึ้นครั้งเดียวในศตวรรษนี้ได้อย่างรวดเร็ว ตลอดจนตัวแปรต่างๆ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในอนาคต"
นักวิจัยได้ออกแบบ DCR ให้เป็นระบบการค้นพบที่หลากหลาย มีกลุ่มแมลงวันผลไม้จำนวนมากที่ผลิตโปรตีน SARS-CoV-2 ที่รู้จัก 29 ชนิดและเป้าหมายของมนุษย์ที่สำคัญกว่า 230 ชนิด แหล่งข้อมูลยังมีสายพันธุ์แมลงวันมากกว่า 300 สายพันธุ์สำหรับการวิเคราะห์การทำงานของคู่หูกับเป้าหมายของไวรัสในมนุษย์
"ด้วยการควบคุมเครื่องมือทางพันธุกรรมอันทรงพลังที่มีอยู่ในระบบแบบจำลองแมลงวันผลไม้ เราได้สร้างชุดตัวทำปฏิกิริยา จำนวนมาก ที่นักวิจัยทุกคนสามารถใช้ได้ฟรี" เบลเลนกล่าว "เราหวังว่าเครื่องมือเหล่านี้จะช่วยในการวิเคราะห์ทั่วโลกอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับ ปฏิกิริยา ภายในร่างกายระหว่างไวรัส SARS-CoV-2 และเซลล์ของมนุษย์ในระดับโมเลกุล เนื้อเยื่อ และอวัยวะ และช่วยในการพัฒนากลยุทธ์การรักษาแบบใหม่เพื่อรับมือกับความท้าทายด้านสุขภาพในปัจจุบันและอนาคตที่อาจเกิดขึ้นจากไวรัส SARS-CoV-2 และสมาชิกในครอบครัวที่เกี่ยวข้อง"
ขณะที่พวกเขาทดสอบและวิเคราะห์ศักยภาพของ DCR นักวิจัยพบว่าโปรตีน SARS-CoV-2 9 ใน 10 ชนิดที่รู้จักกันในชื่อ non-structural proteins (NSPs) ที่แสดงออกในแมลงวันส่งผลให้แมลงวันตัวเต็มวัยมีข้อบกพร่องที่ปีก ข้อบกพร่องเหล่านี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจว่าโปรตีนของไวรัสส่งผลต่อโปรตีนของโฮสต์อย่างไรเพื่อขัดขวางหรือปรับกระบวนการของเซลล์ที่จำเป็นเพื่อให้เป็นประโยชน์ต่อไวรัส
พวกเขายังทำการสังเกตที่น่าสนใจ: หนึ่งในโปรตีนของไวรัสเหล่านี้ที่รู้จักกันในชื่อ NSP8 ทำหน้าที่เป็นฮับชนิดหนึ่ง ประสานงานกับ NSP อื่น ๆ ในลักษณะเสริมแรงร่วมกัน นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า NSP8 มีปฏิสัมพันธ์อย่างมากกับโปรตีนที่มีผลผูกพันกับมนุษย์ 5 ใน 24 ชนิด พวกเขาค้นพบว่าโปรตีนของมนุษย์ที่แสดงปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งที่สุดกับ NSP8 คือเอนไซม์ที่เรียกว่า arginyltransferase 1 หรือ "ATE1"
Guichard กล่าวว่า "ATE1 เพิ่มกรดอะมิโนอาร์จินีนให้กับโปรตีนอื่น ๆ เพื่อปรับเปลี่ยนการทำงานของมัน "เป้าหมายอย่างหนึ่งของ ATE1 คือแอกติน ซึ่งเป็นโปรตีนไซโตสเกเลทัลที่สำคัญที่มีอยู่ในเซลล์ทั้งหมดของเรา" Guichard ตั้งข้อสังเกตว่านักวิจัยพบระดับของแอกตินที่ดัดแปลงด้วยอาร์จินีนในระดับที่สูงกว่าปกติในเซลล์แมลงวันเมื่อผลิต NSP8 และ ATE1 ร่วมกัน "น่าประหลาดใจที่โครงสร้างคล้ายวงแหวนผิดปกติที่เคลือบด้วยแอกตินก่อตัวขึ้นในเซลล์ของแมลงวันเหล่านี้" เธอกล่าว "และสิ่งเหล่านี้ชวนให้นึกถึงโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันซึ่งพบในเซลล์ของมนุษย์ที่ติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2"
อย่างไรก็ตาม เมื่อแมลงวันได้รับยาที่ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ ATE1 ของมนุษย์ ผลกระทบของ NSP8 จะลดลงอย่างมาก ซึ่งเป็นหนทางสู่การรักษาแบบใหม่ที่มีแนวโน้มดีเรียกวิธีการของพวกเขาว่าเป็นทรัพยากรแบบ "บินถึงเตียง" นักวิจัยกล่าวว่าผลลัพธ์เบื้องต้นเหล่านี้เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของภูเขาน้ำแข็งสำหรับการคัดกรองยา NSP อีกแปดตัวที่พวกเขาทำการทดสอบยังสร้างฟีโนไทป์ที่โดดเด่น ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับการระบุผู้สมัครยาใหม่อื่นๆ"ในหลายกรณี การระบุตัวยาใหม่ที่มุ่งเป้าไปที่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไวรัสกับมนุษย์ที่สำคัญอาจพิสูจน์ได้ว่ามีคุณค่าเมื่อใช้ร่วมกับสูตรต้านไวรัสที่มีอยู่ เช่น Paxlovid" Bier กล่าว "การค้นพบใหม่เหล่านี้อาจให้เบาะแสถึงสาเหตุของอาการต่างๆ ของโควิด-19 และกลยุทธ์สำหรับการรักษาในอนาคต"
