Galerija
Encim, ki bi lahko posrkal virus
Imunolog Josef Penninger predlaga zajetje virusa pred vstopom v pljučne celice.
Penninger predlaga terapijo, pri kateri bi pacientom dajali rekombinantni topni ACE2. FOTO: Shutterstock
Avstrijec Josef Penninger je eden vodilnih svetovnih genetikov in molekularnih imunologov, trenutno pa znanstveni direktor Inštituta za biološke znanosti na Univerzi Britanske Kolumbije v Vancouvru. Je specialist za avtoimunske bolezni, bolezni srca in pljuč ter rakava obolenja. Sredi meseca, ko je bilo po vsem svetu že več kot sto tisoč potrjenih okužb z novim koronavirusom, nam je po videokonferenci razložil, kaj je zanj racionalen pristop k iskanju terapije proti bolezni covid-19.
Koronavirusi, kot je trenutni pandemični sars-cov-2, so nevarni, ker lahko povzročijo hude težave z dihanjem. »Pri nekaterih bolnikih opažamo motnje v izmenjavi plinov na ravni alveolno-kapilarnih membran v pljučnih mešičkih. V akutnih primerih je posledica zmanjšana preskrba s kisikom in disfunkcija oddaljenih organov,« pravi dr. Vladimir Tomić, kardiotorakalni anesteziolog in intenzivist v bolnišnici Mater Dei na Malti, s katerim smo se pogovarjali o klinični sliki covida-19. »Sars-cov-2 tako ni nevaren za vse, ki so z njim okuženi, ampak tak postane, če se 'priklene' na pljuča,« dodaja Tomić.
Penninger poudarja, da covid-19 ni bolezen zgornjih dihalnih poti, temveč v hudih primerih napada najgloblje dele pljuč in povzroča močno vnetje pljučnega tkiva. Znanstveniki so ugotovili, da ima v patogenezi covida-19 pomembno vlogo encim ACE oziroma angiotenzinska konvertaza 2. Tega najdemo na površini membran različnih tipov človeških celic, v različnih organih, med njimi so tudi epitelijske celice pljučnih mešičkov in enterociti (absorpcijske celice) tankega črevesa. ACE2 ima pomembno vlogo pri delovanju krvožilnega sistema, poleg tega deluje kot obramba za pljuča, saj preprečuje, da bi druge snovi iz telesa (angiotenzin II, ki ga ACE2 razgradi do neškodljivosti) povzročile poškodbe pljuč, na primer pri pljučnem edemu, čezmernem kopičenju tekočine, ki je posledica slabše izmenjave plinov v pljučnih kapilarah in celicah pljučnih mešičkov.
Ni čudno, da je ACE2 zaradi svojega delovanja vzbudil zanimanje znanstvenikov kot morebitno sredstvo pri zdravljenju nekaterih bolezni srca in ožilja. Penninger in njegova ekipa pa so prepričani, da bi bil lahko učinkovit tudi kot zdravilo za covid-19, saj leži na membranah celic pljuč (in drugih organov), ki so »vrata« za prodor virusa sars-cov-2.
Ko sars-cov-2 prek encima ACE2 vstopi v celice, težava ni le v razmnoževanju virusa v pljučnih alveolah, poudarja Penninger. »ACE2 izgine s celične površine in ne more več razgraditi škodljivega angiotenzina II. Posledica so akutno vnetje in hude poškodbe pljuč, včasih smrt. Poleg tega se lahko to izrivanje encima ACE2 pojavi v večji meri v celicah ledvic, srca in črevesja. To bi lahko pojasnilo, zakaj se pri nekaterih bolnikih s covidom-19 hkrati zgodi še odpoved drugih organov.«
Penninger predlaga terapijo, pri kateri bi pacientom dajali rekombinantni topni ACE2: »Ta bi deloval na dva načina: kot goba, ki absorbira virus oziroma ga veže nase, poleg tega pa bi encim ščitil pljuča pred poškodbami, saj bi še naprej razgrajeval škodljivi angiotenzin II. Naš rekombinantni človeški ACE2 se je v prvi fazi kliničnih testov pokazal kot varen in zdaj prehajamo v drugo fazo. Zanimivo je, da nismo opazili učinka ACE2 na krvni pritisk, čeprav ga ta encim teoretično lahko zniža s svojim delovanjem na angiotenzin II.«
Takšen pristop bodo zdaj preizkusili na Kitajskem pri obolelih za covidom-19, pravi Penninger in dodaja, da je v boju proti tej bolezni treba delovati na več frontah hkrati. »Za uspešen boj proti novemu koronavirusu nujno potrebujemo cepiva, pa tudi različne virostatike, to so zdravila, ki neposredno vplivajo na virus. Naša raziskava z rekombinantnim človeškim ACE2 je le del terapevtskega spektra,« sklene Penniger.
Koronavirusi, kot je trenutni pandemični sars-cov-2, so nevarni, ker lahko povzročijo hude težave z dihanjem. »Pri nekaterih bolnikih opažamo motnje v izmenjavi plinov na ravni alveolno-kapilarnih membran v pljučnih mešičkih. V akutnih primerih je posledica zmanjšana preskrba s kisikom in disfunkcija oddaljenih organov,« pravi dr. Vladimir Tomić, kardiotorakalni anesteziolog in intenzivist v bolnišnici Mater Dei na Malti, s katerim smo se pogovarjali o klinični sliki covida-19. »Sars-cov-2 tako ni nevaren za vse, ki so z njim okuženi, ampak tak postane, če se 'priklene' na pljuča,« dodaja Tomić.
Encim ACE leži tudi na membranah pljučnih celic, zato bi bil lahko ključ do zdravila za covid-19.
Encim kot zdravilo
Penninger poudarja, da covid-19 ni bolezen zgornjih dihalnih poti, temveč v hudih primerih napada najgloblje dele pljuč in povzroča močno vnetje pljučnega tkiva. Znanstveniki so ugotovili, da ima v patogenezi covida-19 pomembno vlogo encim ACE oziroma angiotenzinska konvertaza 2. Tega najdemo na površini membran različnih tipov človeških celic, v različnih organih, med njimi so tudi epitelijske celice pljučnih mešičkov in enterociti (absorpcijske celice) tankega črevesa. ACE2 ima pomembno vlogo pri delovanju krvožilnega sistema, poleg tega deluje kot obramba za pljuča, saj preprečuje, da bi druge snovi iz telesa (angiotenzin II, ki ga ACE2 razgradi do neškodljivosti) povzročile poškodbe pljuč, na primer pri pljučnem edemu, čezmernem kopičenju tekočine, ki je posledica slabše izmenjave plinov v pljučnih kapilarah in celicah pljučnih mešičkov.
Za boj proti novemu koronavirusu poleg cepiv nujno potrebujemo tudi virostatike.
Ni čudno, da je ACE2 zaradi svojega delovanja vzbudil zanimanje znanstvenikov kot morebitno sredstvo pri zdravljenju nekaterih bolezni srca in ožilja. Penninger in njegova ekipa pa so prepričani, da bi bil lahko učinkovit tudi kot zdravilo za covid-19, saj leži na membranah celic pljuč (in drugih organov), ki so »vrata« za prodor virusa sars-cov-2.
Prof. dr. Josef Penninger pravi, da je v boju proti covidu-19 treba delovati na več frontah hkrati. FOTO: Paul Joseph
Ko sars-cov-2 prek encima ACE2 vstopi v celice, težava ni le v razmnoževanju virusa v pljučnih alveolah, poudarja Penninger. »ACE2 izgine s celične površine in ne more več razgraditi škodljivega angiotenzina II. Posledica so akutno vnetje in hude poškodbe pljuč, včasih smrt. Poleg tega se lahko to izrivanje encima ACE2 pojavi v večji meri v celicah ledvic, srca in črevesja. To bi lahko pojasnilo, zakaj se pri nekaterih bolnikih s covidom-19 hkrati zgodi še odpoved drugih organov.«
Goba, ki veže virus
Penninger predlaga terapijo, pri kateri bi pacientom dajali rekombinantni topni ACE2: »Ta bi deloval na dva načina: kot goba, ki absorbira virus oziroma ga veže nase, poleg tega pa bi encim ščitil pljuča pred poškodbami, saj bi še naprej razgrajeval škodljivi angiotenzin II. Naš rekombinantni človeški ACE2 se je v prvi fazi kliničnih testov pokazal kot varen in zdaj prehajamo v drugo fazo. Zanimivo je, da nismo opazili učinka ACE2 na krvni pritisk, čeprav ga ta encim teoretično lahko zniža s svojim delovanjem na angiotenzin II.«
Encim ACE med drugim deluje kot obramba za pljuča, saj preprečuje, da bi druge snovi iz telesa povzročile poškodbe tega organa.
Takšen pristop bodo zdaj preizkusili na Kitajskem pri obolelih za covidom-19, pravi Penninger in dodaja, da je v boju proti tej bolezni treba delovati na več frontah hkrati. »Za uspešen boj proti novemu koronavirusu nujno potrebujemo cepiva, pa tudi različne virostatike, to so zdravila, ki neposredno vplivajo na virus. Naša raziskava z rekombinantnim človeškim ACE2 je le del terapevtskega spektra,« sklene Penniger.
Znanstveniki po vsem svetu z različnimi tehnikami iščejo orožje proti covidu-19, tako cepiva kot učinkovita zdravila. Prav v teh dneh je bil v repozitoriju Biorxiv objavljen članek konzorcija 22 skupin (med avtorji je tudi Slovenec dr. Andrej Šali s Kalifornijske univerze v San Franciscu), ki je identificiral vse človeške proteine, ki se vežejo na kateregakoli od 26 virusnih proteinov.
Dr. Roman Jerala s Kemijskega inštituta je opozoril, da je med več kot 300 zadetki tudi 66 proteinov, na katere deluje 69 zdravil, ki se uporabljajo za zdravljenje drugih bolezni. »Spodbudno je, da med zadetki najdemo tudi nekatere, za katere se je že doslej vedelo, da delujejo na virus, kot sta klorokin in kamostat,« je članek komentiral Jerala.
Do sredine tega meseca pa so ameriški znanstveniki s superračunalnikom detektirali približno 80 snovi, ki bi teoretično lahko delovale kot zdravilo. Vprašanje je seveda, katera od teh virtualnih rešitev je v resnici uporabna. V Evropi prav tako že testirajo več potencialnih snovi in ena od obetavnih je kamostat mezilat, ki ga na Japonskem uporabljajo kot zdravilo za vnetje trebušne slinavke in ki preprečuje prvo fazo celične okužbe, v kateri se sars-cov-2 zasidra na površino celice.
Dr. Roman Jerala s Kemijskega inštituta je opozoril, da je med več kot 300 zadetki tudi 66 proteinov, na katere deluje 69 zdravil, ki se uporabljajo za zdravljenje drugih bolezni. »Spodbudno je, da med zadetki najdemo tudi nekatere, za katere se je že doslej vedelo, da delujejo na virus, kot sta klorokin in kamostat,« je članek komentiral Jerala.
Do sredine tega meseca pa so ameriški znanstveniki s superračunalnikom detektirali približno 80 snovi, ki bi teoretično lahko delovale kot zdravilo. Vprašanje je seveda, katera od teh virtualnih rešitev je v resnici uporabna. V Evropi prav tako že testirajo več potencialnih snovi in ena od obetavnih je kamostat mezilat, ki ga na Japonskem uporabljajo kot zdravilo za vnetje trebušne slinavke in ki preprečuje prvo fazo celične okužbe, v kateri se sars-cov-2 zasidra na površino celice.
Sorodni članki
Hvala, ker berete Delo že 65 let.
Vsebine, vredne vašega časa, za ceno ene kave na teden.
NAROČITEObstoječi naročnik?Prijavite se
Predstavitvene vsebine
VEČ NOVIC
Predstavitvene vsebine
Komentarji