Para peneliti di University of Bern telah menganalisis mekanisme yang dengannya coronavirus memanipulasi sel manusia untuk mereplikasi dirinya sendiri. Mereka menunjukkan bahwa protein coronavirus, yang merupakan pusat infeksi, memiliki dua fungsi independen. Hanya satu fungsi namun terjadi pada beberapa spesies coronavirus. Temuan ini dapat mendorong pengembangan obat antivirus spektrum luas.
Lima tahun telah berlalu sejak pandemi Coronavirus dimulai. Meskipun penelitian biomedis telah memberikan vaksin dan perawatan inovatif dalam waktu singkat, coronavirus tetap menjadi ancaman global. Tidak semua orang dapat divaksinasi, dan untuk pasien berisiko tinggi, infeksi dengan virus masih bisa serius atau bahkan fatal. Coronavirus dapat bermutasi dengan cepat dan mengatasi efektivitas vaksin atau obat. Oleh karena itu, agen antivirus baru sangat dibutuhkan untuk menyatukan potensi wabah coronavirus di masa depan.
Sebuah tim yang dipimpin oleh PD Dr Evangelos Karousis dari Departemen Kimia, Biokimia dan Farmasi di University of Bern kini telah memperoleh wawasan baru tentang protein NSP1 (Protein non-struktural 1) coronavirus yang merupakan pusat infeksi. Temuan ini menunjukkan jalan menuju pengembangan terapi antivirus spektrum luas terhadap coronavirus. Tim peneliti adalah bagian dari Pusat Kompetensi Nasional dalam Penelitian NCCR RNA & Penyakit Yayasan Sains Nasional Swiss, di mana University of Bern memimpin House dan ETH Zurich adalah co-leading House. Hasil penelitian baru -baru ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah Laporan Sel.
Dua mekanisme untuk mengendalikan sel inang
NSP1 adalah salah satu protein virus pertama yang diproduksi dalam sel manusia selama infeksi oleh coronavirus seperti SARS-COV-2 dan MERS-COV. Studi sebelumnya dalam kerangka NCCR RNA & Disease dan bekerja sama dengan kelompok larangan prof nenad dari ETH Zurich dan kelompok Volker Thiel dari Institute of Virology dan Immunology di Fakultas Vetsuisse dari University of Bern telah menunjukkan bahwa fungsi utama NSP1 adalah untuk memanipulasi sel inangnya. “NSP1 mencapai ini dengan dua mekanisme: di satu sisi dengan menghambat produksi protein selnya sendiri, dan di sisi lain dengan penghancuran target mRNA selnya sendiri, yang berisi cetak biru untuk protein inang vital,” merangkum Evangelos karousis, penulis terakhir penelitian. Namun, tidak jelas sampai sekarang apakah kedua mekanisme ini saling berhubungan atau dapat terjadi secara terpisah.
Fungsi independen NSP1
Penelitian ini menunjukkan bahwa NSP1 harus berikatan dengan ribosom untuk memenuhi kedua fungsi. Namun, merendahkan mRNA sel sendiri tidak memerlukan penghambatan sintesis protein. “Dengan memisahkan berbagai fungsi NSP1, kami mendapatkan wawasan baru tentang mekanisme dasar yang dengannya coronavirus menekan produksi protein sel inang,” jelas karousis. Para peneliti juga membandingkan apakah fungsi protein NSP1 berbeda antara SARS dan MERS coronavirus. “Anehnya, kami menemukan bahwa NSP1 dari MERS-COV hanya menghambat produksi protein, tetapi tidak memicu penghancuran mRNA,” kata Emilie Bäumlin, penulis pertama publikasi dan mantan mahasiswa master dari program master interdisipliner “Ilmu Kehidupan Molekuler” di Universitas Bern. Mekanisme menghancurkan mRNA host sendiri karena itu tidak umum untuk semua spesies coronavirus. Studi ini menunjukkan bahwa pengembangan obat harus fokus pada pengikatan NSP1 ke ribosom manusia daripada pada degradasi mRNA.
Dalam sistem eksperimental mereka yang dikembangkan di University of Bern, para peneliti menguji apakah obat -obatan tertentu yang diketahui seperti amentantrone dan Montelukast dapat menghambat NSP1. “Kami tidak dapat menunjukkan penghambatan fungsi NSP1 dengan salah satu obat,” kata Karousis. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengidentifikasi molekul yang secara khusus dapat memblokir interaksi NSP1 dengan ribosom dan dengan demikian mengganggu kontrol virus atas sel manusia.
Langkah menuju terapi pan-coronavirus antivirus
Temuan ini akan membantu memprioritaskan lebih banyak strategi yang ditargetkan untuk pengembangan agen antivirus. “NSP1 adalah unik untuk coronavirus dan tidak memiliki protein yang setara pada manusia. Ini memainkan peran penting dalam replikasi virus; ini aktif di awal proses infeksi dan lebih baik diteliti dengan baik. Secara keseluruhan, ini menjadikan NSP1 target yang menjanjikan untuk obat antivirus yang sangat efektif yang dapat menghentikan infeksi pada tahap awal,” menyimpulkan kude.
