Kompleksni oblik respiratornog sincicijalnog virusa (RSV) je jedna prepreka koja ograničava razvoj tretmana za infekciju koja dovodi do hospitalizacije ili još gore za stotine hiljada ljudi u Sjedinjenim Državama svake godine, prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti. Nove slike virusa od istraživača sa Univerziteta Viskonsin-Medison mogu biti ključ za sprečavanje ili usporavanje RSV infekcija.
RSV je od najvećeg značaja za malu decu, starije osobe i odrasle sa visokim rizikom od respiratornih komplikacija. Ipak, za razliku od gripa i drugih uobičajenih, zaraznih respiratornih bolesti koje svake godine prođu kroz škole, postoji nekoliko opcija za borbu protiv RSV-a. U SAD su dostupni profilaktički tretmani za malu decu, a postojeće vakcine su odobrene samo za trudnice i starije osobe.
Struktura virusa — koja se sastoji od sićušnih, savijajućih filamenata — promakla je istraživačima. Ovo je otežalo identifikaciju ključnih meta lekova, uključujući virusne komponente koje su sačuvane u srodnim virusima.
„Postoji veliki broj virusa koji su povezani sa RSV-om koji su takođe značajni ljudski patogeni, uključujući boginje“, kaže Elizabet Rajt, profesor biohemije na UV–Medisonu. „Ono što znamo o srodnim virusima daje nam naznake o strukturama RSV proteina, ali da bismo identifikovali mete leka, potreban nam je bliži pogled na RSV proteine koji su blisko povezani sa membranama ćelija domaćina.
Koristeći tehniku snimanja koja se zove krio-elektronska tomografija, Rajt i njen tim su sada otkrili detalje o molekulima i strukturama bitnim za oblik i funkciju RSV-a. Svoje nalaze su objavili u Nature Communications.
Crio-ET zamrzava virusne čestice ili druge molekule na ultrahladnim temperaturama, zaustavljajući biološke procese u akciji. Ovo omogućava istraživačima da ispitaju strukture organizama, ćelija i organela i virusa i snime male slike struktura zamrznutih u vremenu. Zamrznite mnoge RSV čestice, a krio-ET slika će uhvatiti (skoro) sve moguće konfiguracije virusa iz mnogo različitih uglova. Ove 2D slike se kombinuju da bi se proizvele reprezentacije 3D struktura virusa u visokim rezolucijama — čak i na nivou pojedinačnih atoma.
Rajtova nedavna studija proizvela je slike visoke rezolucije koje detaljno opisuju strukturu dva RSV proteina, RSV M proteina i RSV F proteina, koji su ključni za interakciju između virusa i membrane ćelije domaćina. Oba proteina su takođe prisutna u srodnim virusima.
RSV M protein stupa u interakciju sa membranama ćelije domaćina, držeći zajedno filamentoznu strukturu virusa i koordinirajući virusne komponente i druge proteine—uključujući RSV F proteine. RSV F proteini se nalaze na površini virusa, spremni da se angažuju sa receptorima ćelije domaćina i regulišu fuziju virusa i ulazak u ćeliju domaćina. Slike naučnika otkrivaju da se u RSV-u dva F proteina spajaju kako bi formirali stabilniju jedinicu. Rajt kaže da ova povezanost može sprečiti F proteine da prerano inficiraju ćeliju domaćina.
„Naši primarni nalazi otkrivaju strukturne detalje koji nam omogućavaju da bolje razumemo ne samo kako protein reguliše sastavljanje virusnih čestica, već i koordinaciju proteina koji omogućavaju virusu da bude zarazan“, kaže Rajt.
Naučnici veruju da parovi F proteina mogu biti ključ za destabilizaciju virusa pre nego što bude spreman da zarazi svog sledećeg domaćina, čineći parove F proteina mogućom metom za budući razvoj lekova. Oni će nastaviti da istražuju kako RSV proteini interaguju jedni sa drugima kako bi izazvali infekciju.
