Kto pomaga koronawirusowi wnikąć do organizmu? Poznaj Spike'a – "mózg" tej operacji

26.10.2020
Aktualizacja: 26.10.2020 15:30
Koronawirus z receptorem ACE2
fot. Shutterstock

Koronawirus SARS-CoV-2, by wniknąć do organizmu człowieka potrzebuje sprzymierzeńców. Są nimi receptor ACE2 oraz białko neuropilina-1. Jednak nie byłoby to możliwe bez Spike'a – białka znajdującego się na tym patogenie. 

Jak koronawirus SARS-CoV-2 wnika do organizmu człowieka? Znalezienie odpowiedzi na to pytanie jest kluczowe, by móc opracować skuteczne leki i szczepionki. Czy najnowsze odkrycie dwóch niezależnie pracujących zespołów naukowych przybliża nas do tej odpowiedzi? Zobaczymy.

Koronawirus SARS-CoV-2, aby wniknąć do organizmu człowieka potrzebuje wsparcia. Sam, w pojedynkę, niewiele potrafi zdziałać. Naukowcy odkryli, że ma co najmniej dwóch "towarzyszy zbrodni". Co ważne, obaj nieświadomie biorą udział w tym przedsięwzięciu.

Receptor ACE2 – otwiera drzwi do organizmu

Pierwszym jest receptor ACE2. Ma on ogromne znaczenie w regulacji stanów zapalnych w organizmie człowieka, chroni go przed ciężkim uszkodzeniem wywołanym, np. infekcją wirusową. Niestety okazało się, że enzym ten wiąże się białkiem powierzchniowym koronawirusa SARS-CoV-2 i tym samym umożliwia mu przedostanie się do komórek w organizmie, dodatkowo patogen ten uniemożliwia mu wykonywanie swoich normalnych zadań, czyli ochronę organizmu. Dzięki ACE2, koronawirus SARS-CoV2 wygrywa bitwy na dwóch frontach: uniemożliwia organizmowi ochronę tkanek przed stanem zapalnym oraz niszczy komórki poszczególnych organów (ACE2 znajduje się m.in. na powierzchni komórek nabłonkowych pęcherzyków płucnych, komórek nabłonka błony śluzowej jelita cienkiego, naczyń krwionośnych, w sercu, nerkach, wątrobie oraz trzustce).

Białko neuropilina-1 – otwiera drzwi do układu nerwowego

Drugim "kumplem" koronawirusa SARS-CoV-2 jest białko neuropilina-1 (NRP-1), jeden najważniejszych receptorów naczyniowego śródbłonkowego czynnika wzrostu VEGF-A165, a także czynnik odgrywający ważną rolę w angiogenezie, czyli procesie powstawania nowych naczyń włosowatych. Nikt wcześniej nie podejrzewał tego białka o udział w zbrodni, jednak okazuje się, że otwiera on koronawirusowi SARS-CoV-2 drzwi do układu nerwowego. Białko to – podobnie jak ACE2 – ułatwia koronawirusowi niszczenie narządów wewnętrznych, a także zaburza przewodzenie sygnałów bólowych.

Spike – "mózg" tego przedsięwzięcia

Jak to możliwe, że ten patogen pozyskał do "współpracy" tak ważnych wspólników? Zasługa w tym Spike'a, czyli białka, które znajduje się na zewnętrznej powierzchni koronawirusa SARS-CoV-2. To on umożliwia temu wirusowi przyłączanie się do receptorów białkowych komórek ludzkich. Naukowcy, dzięki technice zwanej krystalografią rentgenowską, zobaczyli  trójwymiarową strukturę białka Spike'a z rozdzielczością pozwalającą na zobaczenie poszczególnych atomów. To dzięki tej metodzie zobaczyli, jak koronawirus łączy się z ACE2 oraz neuropiliną-1.

Co ciekawe, badacze odkryli, że Spike działa na dwóch frontach. Neuropilina-1 była obecna w komórkach wyściełających ludzkie drogi oddechowe i nosowe, podczas gdy białko ACE2 nie. To pokazuje, że neuropilina-1 zapewnia wirusowi SARS-CoV-2 niezależne, "tajne" przejście. Co więcej, komórki wyściełające kanały nosowe od pacjentów z COVID-19 (chorobą wywoływaną przez koronawirusa SARS-CoV-2), u których wykryto neuropilinę-1, były również dodatnie pod względem białka Spike. Odkrycia te potwierdziły, że Spike używa białka neuropiliny-1 do infekowania ludzkich komórek w obszarach ciała, w których nie ma ACE2.

Może więc, by skutecznie chronić nas przed koronawirusem SARS-CoV-2, należy unieszkodliwić jego "kolesia" Spike'a? Białko, które jest ogniwem scalającym, cały ten przestępczy team. Obecnie trwają badania, które mają wyjaśnić, czy ten gang jest większy niż przypuszczamy.

Źródło: The Conversation, Rajesh Khanna, Aubin Moutal