Krizové řízení pandemie/Biologická Kryptografie/Genetický kód SARS-COV-2: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
Nová stránka |
|||
Řádek 39:
Kvůli správné identifikaci viru a pochopení nemoci v souvislosti s příznaky studie prováděla také testování na vyloučení přítomnosti ostatních lidských koronaviru (HCoV)-HKU1, HCoV-OC43, HCoV-NL63 a HCoV-229E, chřipkového viru A, B, fonoviru, enteroviru, reparačního syncytiálního viru, viru lidské parainfluenzy 1-4, lidského metapneumoviru, adenoviru a lidksého bocaviru. Aby se tak vyloučily symptomatická souvislost vyvolanou jinou nemocí. Přitom u žádného pacienta tyto symptomaticky podobné infekce nebyli přítomny.
=== Systém BRD ===
Hrot SPIKE-S je glykoprotein typu "S" na jehož vrcholku je umístněná "Doména vázající receptory" RBD (RBD, receptor-binding domain) jenž je schopná vázat se na receptor ACE2 hostitelské buňky, kterou chce virus infikovat. Koronaviry jsou posety takovými S hroty po celém povrchu viru, což dává charakteristický vzhled "koruny". Připomínající kouli ze které trčí jakési hroty (výčnělky). Odsud název corona "korona".
Každý hrot typu S je kolem 20nm velká povrchová projekce, která obklopuje periferii koronaviru a značně se liší mezi různými koronaviry. U virů tohoto typu byli identifikovány dva typy S hrotů (S1 a S2). Přičemž hrot S1 obsahuje pouze 2 glykosylační místa, která vylučují krátké fragmenty RBD. Tento proces se nazývá glykosylace.
Funkční oblast hrotu je dostateční k vytvoření fragmentu RBD, který se může vázat na ACE2. Proto lze RBD označit i jako soubor strategií k proniknutí do buňky. Neboť těchto mechanizmů existuje více. Molekulární vazba mezi RBD a hrotem SPIKE-S je tedy nezbytným krokem pro membránovou fúzi a vstup do cílových hostitelských buněk, protože vede k přechodu stavu před fúzí do stabilního stavu pro fúzi. Tento mechanizmus viru pomáhá se ukotvit na membránu. Hrot S1 je membránový glykoprotein tvořený z aminokyselin.
Protože je BRD membránový glykoprotein, napodobuje virus přirozený mechanizmus uvnitř hostitelského organismu, který za normálních okolností umožňuje mezibuněčný přenos výživy buňky. Proto si viru imunitní systém příliš nevšímá. Virus tedy používá klíč, který imunitní systém zná a který vypadá velmi podobně jako místní klíče. Proto jej imunitní systém vnímá jako běžnou součást organismu.
Mezi virem MERS-CoV (způsobující nemoc MERS) a virem SARS-Cov (způsobující nemoc SARS, popřípadě jeho novější varianta způsobující Covid19) se od sebe liší především hrotem S1. V případě MERS je hrot schopen se vázat na receptor DPP4/CD26. Přičemž RBD u MERS tvoří komplex s extracelulární doménou DDP4 (S39-P766). Základní domény RBD tedy zůstávají podobné. Aspoň tedy po chemické stránce, avšak značně se liší svým prostorovým uspořádáním. Právě tento rozdíl v prostorovém uspořádání má ve výsledku vliv na odlišnosti ve schopnosti vázat se na receptory hostitelské buňky. Neboli způsobuje odlišnou afinitu receptorů.
Právě proto, že existují takové rozdílí ve využití RBD, spočívající především v rozdílném prostorovém uspořádání molekuly než v jeho chemickém složení, hovoříme proto o různých strategiích RBD.
U viru SARS-CoV-2 má RBD zkroucený 5-plet antiparalel beta-list s krátkými spojovacími helicemi a smyčkami, přičemž jádro je mezi β4-7 prameny, s dalším prodlouženým vložením obsahujícím krátké β5-6 prameny jenž obsahují kontaktní molekuly BRD, které mu umožnují vázat se na ACE2.
Přičemž tuto schopnost získala virus od svého předka netopýřího viru, který se taktéž váže na receptor ACE2. Tudíž se tato konkrétní varianta RBD s hrotem S1 silně váže jak na člověka, tak netopýra. Specializace na ACE2 umožňuje mezidruhový přenos, neboť tento receptor ACE2 se vyskytuje u mnoha organismů. Především však u savců.
Tento netopýři koronavir RaTG13 (který je nejbyšším příbuznýmSARS-CoV-2) se svým charakterem oddělil od ostatních netopýřích kornonavirů zhruba před 40 až 70 lety. Avšak poprvé byl identifikován v roce 2013, kdy byl vyžažen z čísnkého vápence blýzko oblasti Wu-chan. Odkud se i nový SARS-CoV-2 rozšířil do celého světa. Avšak předek tohoto RaTG13 byl ojeven už 1969.
Některé současné studie prokázaly, že polyklonální protilátky specifické pro SARS-CoV RBD mohou křížově reagovat s proteinem SARS-CoV-2 RBD, aby inhibovaly vstup do ACE2 in vitro. Léky vyvíjené pro léčbu nemoci SARS mají tedy určitý potenciál i při léčbě Covid19, avšak jejich účinnost není zatím dostatečně efektivní. Vyžadují tedy vhodnou modifikaci, přičemž potřebná modifikace není v okamžiku psaní tohoto textu ještě uspokojivě známa. Nicméně z toho vyplívá, že některé již existující látky mají potenciál (pokud se budou nadále vyvíjet) k zabránění šíření viru, neboť narušují schopnost viru se vázat na hostitelskou buňku a tím virus ztrácí schopnost replikace. Protože virus potřebuje ke své replikaci hostitelskou buňku.
Současně však výzkum protilátek prokázal smíšené výsledky týkající se viru SARS-CoV-2 (způsobující Covid19), přičemž pouze jedna z protilátek (CR3002) projevila schopnost vázat se s virem SARS-CoV-2 na jeho část RBD a narušit tak viru schopnost replikace a šíření.
Protilátka CR3002 je získána z krevní plazmy od vyléčených pacientů jenž onemocněli SARS nebo Covid19. Přesto protilátka vyžaduje hlubší analýzu sekvence prostorového uspořádání RBD, za účelem vývoje očkování.
'''Stručně řečeno je RBD kritickou složkou virového hrotu SPIKE-S, který se nachází na koronavirech včetně nového SARS-CoV-2, který způsobuje nemoc Covid19. RBD přestavuje klíčovou doménu, jenž umožňuje vázat se na hostitelské buňky člověka i některých dalších savců. Představuje strategicky nejdůležitější téma výzkumu mající za cíl poražení Covid19. Výzkum RBD bude hrát nejzásadnější a nejdůležitější roly v tomto boji proti viru a významně posune naše vědomosti ohledně virové problematiky. Virová RBD je největší zbraní nového SARS-CoV-2 ale současně je i jeho největší slabinou. Výzkum RBD má do budoucna důležitou roli i v boji s rakovinou nebo HIV či některých nebezpečných variant chřipek. Kdo porozumí RBD získá klíč k poražení vícero typů nemocí, jenž v současné době jsou schopny porážet imunitní systém člověka. Výzkum RBD je tím nejvýznamnějším činem od přistání na měsíci.'''
Doména vázající se na receptor RBD v proteinu SPIKE-S je nejvariabilnější části genomu koronaviru. Z hlediska evolučních mechanizmů, se virus velice významně specializuje na vývoj těchto hrotů zejména však na RBD. Lze proto očekávat, že budou vznikat nové mutace a schopnost se adaptovat pomocí RBD se bude u viru vyvíjet rychleji než jiné jeho části. Úspěšný vývoj očkování proti tomuto viru musí nutně jít ruku v ruce s vývojem genetické analýzy viru. Hrozí totiž nebezpečí, že vývoj vakcíny (tedy očkování) bude fungovat pouze dočasně nežli přijde virus s efektivnější mutací.
Avšak skutečnost, že mechanizmus RBD je v jistém smyslu univerzálního charakteru, skýtá naději pro univerzálnější řešení vývoje vakcíny. Základní charakteristika RBD je totiž ve své podstatě stejná. Ukázalo se, že šest aminokyselin z proteinu RBD je pro vazbu ACE2 klíčová a je dokonce schodná s viry SARS-CoV7, SARS-CoV a jedná se o souřadnice genomu Y442, L472, N479, D480, T487 a Y4911. Tyto aminokyseliny odpovídají genomu viru SARS-CoV-27 na sořadnicích L455, F486, Q493, S494, N501 a Y505. Přičemž pět z těchto šesti zbytků se liší mezi SARS-CoV-2 a SARS-CoV.
Na základě strukturálních studií a biochemických experimentů se zdá, že SARS-CoV-2 má RBD, který se váže s vysokou anfinitou na ACE2 u lidí, fretek, koček a jiných druhů s vysokou homologií tothoto receptoru ACE2. Jeho unverzálnější povaha je silnou zbraní viru a součastně jeho největší slabinou, ale pouze v případě, pokud bude bloblematika RBD dosatečně vyzkoumána. Její výzkum vyžadufje komplexnější a univerzálnější povahu, schopnou dosatečně pochopit mechaniku fungování mezibuněčného přenosu a vímat RDB problematiku jako komplexní systém. V takovém případě existuje naděje po univerzálněji fungující očkování nebo vívoje metod tvorby nových variant očkování jenž by umožnovalo bojovat s variabilitou genetického vývoje viru do budoucna a být tak konečně krok napřet v tomto boji. Zatím se však zdá, že virus SARS-CoV-2 je vždy o několik kroků napřed před námi.
Ačkoliv tedy uvedené analýzy naznačují, že SARS-CoV-2 se může vázat efektivně na lidský ACE2, tak výpočetní analýzy předpovídají, že interakce není ideální a že sekvence RBD se liší od sekvencí existujících v SARS-CoV (způsobující nemoc SARS). Interakce mezi RBD a ACR2 není ideální (tedy není dokonalá) protože RBD viru je pouhou náhražkou a velmi dobrou kopijí (napodoběninou) lidského enzimu, či enzimů savců umožňující mezibuněčný přesun. Lidský organismus využívá pro přesun (tedy transport) některých živit jakési enzimy tzv. transportní enzimy. Například při vstřebávání a transportu lipidů (tuků) se jedná o enzimy lipoproteinových částic.
Vzhledem k hydrofobní povaze těchto membránových lipidů, triglyceridů a cholesterolu, vyžadují k transportu speciální transportní proteiny známé jako lipoproteiny. Jejich Amfipatická struktura lipoproteinů jak uvádí Wikipedie, umožňuje, aby trygliceroly a cholesterol byly transportovány krví. Přičemž chlilomikrony jsou jednou podskupinou těchto zmiňovaných lipoproteinů, které na sebe vážou tuky a následně umožňují jejich transport do vnitřku buněk. Některé z těchto lipoproteinů jsou syntetizovány v játrech. Tato skutečnost není náhodná a jsem přesvědčen že má souvislost s virem SARS-CoV-2 a napadením jater tímto virem.
Virus sám o sobě má glykoproteinovou a lipidovou povahu, tedy je z velké části tvořen z tuků jakožto obalu či kostře viru uvnitř kterého je RNA. Protože je vir jakýmsi kusem vysoce strukturovaného tuku, využívá k transportu do buňky podobnou strategii. Virus přepsáním RNA jaterních buněk nejspíše spouští proces změny tvorby enzymů uvnitř jater z cílem obelstít imunitní systém tím, že mění výrobu některých enzymů. Čímž ale zásadně zasahuje do tvorby některých důležitých enzymů jako například produkce vitamínu D jenž je enzymem podílejícím se na fungování imunitního systému.
Přičemž hrot SPIKE-S je podobný složením takzvaného prodejnu S, což je vlastně vitamín K tvořený v játrech. Tento vitamín K tělo využívá k výrobě transportních proteinů protože hraje významnou roli v inhibici koagulace. Je kofaktorem aktivovaného proteinu C, se kterým vytváří komplex.
Aby se mohl virus množit potřebuje k tomu vhodné stavební kameny proto ovlivňuje výrobu vitamínu D a vitamínu K. Přičemž vitamín K slouží jako stavební kámen na výrobu hrotů SPIKE-S. Deficit vitamínu K může vyvolat hemoragickou chorobu. Tím že virus zaměstná játra k výrobě vitamínu K pro množení viru samotného muže dojít k nedostatku vitamínu K, který organismus potřebuje jinde. Právě takto způsobují některé patogeny například krvácivou horečku, jako například při nemoci Dengue, horčka Lassa nebo také Ebola. Tato skutečnost také vysvětluje proč Covid19 je především nemocí krevní a ne pouze plicní (krevní sraženiny, poškození jater, nízká hladina vitamínu D atd.) Tyto nemoci totiž způsobují poruchy koagulace a poruchy funkce jater. Tyto nemoci také není možné spolehlivě rozlišit v krvi podobně jako Covid19 (viz německá studie z Mnichova).
Svou strukturou je tedy virus SARS-CoV-2 podobný virům Lassa, Junin, Machupo, Gaunarito ale také virům HIV, žloutence, nebo hřipce. Lze proto očekávat, že tropické prostředí Afriky, Brazílie či Bolivie mu neboudou dělat žádný problém a bude teplu a UV záření odoloávat lépe než například hřipka. Například vrisus Junin využívá hroty GP-1 což je glykoprotein tedy systém GPC, jenž umožňue vstup do buňky, při niž dojde k okyselení endozonem. Jeho funční částí není BRD ale SSP stabilní signální peptid. Takže zatímco virus Junin (Argentická horečka), využívá receptor pro přenos glykoproteinu, tak SARS-CoV-2 využívá receptor ACE2 pro přenost lipidů. Obě metody jak BRD tak SSP vyžadují tvorbu glikoprotejnů, přičemž SSP metoda z organismu více vyčerpává vitamín K. Zatímco u BRD pravděpodobně tolik ne, takže se neprojeví krvácením ale spíše krevními sraženinami. Nejspíše i proto, že ovlivňuje produkci vitamínu D.
Dalším významným rysem SARS-CoV-2 je polybasické štěpné místo (RRAR) na hrotech S1 a S2. To umožnuje velice účiné štěpení a rozřezání membrány buňky a vnik do buňky. Avšak polybazická štěpná místa nebyla pozrována u souvisejících betacoronavirů, ačkoliv jiné lidské betakoronaviry včetně HKU1 mají tyto místa a předpovídají možnou vazbu k receptoru. Funkční důsledek polybasického štěpného místa u viru SARS-CoV-2 není dosud znám. Jisté však je, že pokud zapadnou S1 a součastně S2 je přenos do buňky velice snadný a efektivní. Pokud zapadne pouze jeden zámek, nemusí k přenosu nutně dojít protože není virus dostatečně stabilně uchycen. Většina výzkumu se proto venuje především hrotu S1.
== Závěr ==
| |||