Neuropilinprotein underlättar inträdet av Sars-CoV-2 i cellerna
Det är känt att coronaviruset SARS-CoV-2 infekterar celler via ACE2-receptorn, men neuropilinproteinet kan också göra det. En internationell forskargrupp under tysk-finsk samordning har nu identifierat Neuropilin-1 som en sådan faktor. Detta membranprotein kan underlätta införandet av coronavirus i cellens inre. Det är lokaliserat i andnings- och luktepitelet. Detta kan vara en strategiskt viktig plats som bidrar till smittsamhet och spridning av COVID-19. Experter från det tyska centret för neurodegenerativa sjukdomar (DZNE), Münchens tekniska universitet, universitetssjukhuset Göttingen, Helsingfors universitet och andra forskningsinstitutioner har nu publicerat sina resultat i tidskriften Science.
Dörröppnare för infektioner – Neuropilinprotein
Coronaviruset kan attackera olika organ som lungor och njurar och därmed utlösa neurologiska symptom. Dessa inkluderar en tillfällig förlust av lukt och smak. Spektrumet av symtom på den associerade sjukdomen som kallas COVID-19 är därför ganska komplext. Ett besläktat virus, SARS-CoV, resulterade i ett mycket mindre utbrott 2003, möjligen för att infektionen var begränsad till de nedre luftvägarna. Detta gjorde viruset mindre överförbart. Däremot infekterar SARS-CoV-2 också de övre luftvägarna, inklusive nässlemhinnan. Som ett resultat sprids det snabbt genom aktiv virusavlossning, till exempel vid nysning.
Tropism återspeglar ett virus förmåga att infektera vissa typer av celler i olika organ. Detta bestäms av tillgängligheten av dockningsplatser, så kallade receptorer, på ytan av celler. Receptorerna möjliggör dockning och penetration i cellerna. Utgångspunkten för denna studie var frågan om varför SARS-CoV och SARS-CoV-2, som använder ACE2 som receptor, orsakar olika sjukdomar. Detta förklarades av Mikael Simons, forskargruppsledare vid DZNE -platsen i München och professor för molekylär neurobiologi vid Münchens tekniska universitet. Hans team var involverat i de aktuella studierna, tillsammans med Giuseppe Balistreris grupp vid Helsingfors universitet.
Studieresultat
För att förstå hur dessa skillnader kan förklaras undersökte forskarna de virala “spikproteinerna”. Detta beror på att dessa är viktiga för att viruset ska komma in. SARS-CoV-2-spikproteinet skiljer sig från sin äldre släkting genom införandet av ett furinklyvningsställe. Så här förklarade Simons denna process. Liknande sekvenser finns i spikproteinerna hos många andra mycket patogena humana virus. När proteiner klyvs av furin exponeras en specifik aminosyrasekvens vid deras klyvda ände. Sådana furinklyvda substrat visar ett karakteristiskt mönster. Detta är känt för att binda till ett neuropilinprotein på cellytan. Experiment med celler odlade i laboratoriet i samband med artificiella virus som efterliknar SARS-CoV-2, liksom naturligt förekommande virus, visar att Neuropilin-1 kan främja infektion i närvaro av ACE2. Infektionen undertrycktes genom att specifikt blockera Neuropilin-1 med antikroppar.
Ytterligare experiment på möss visade att Neuropilin-1 på så sätt möjliggör transport av små partiklar i virusstorlek från nässlemhinnan till centrala nervsystemet. Dessa nanopartiklar konstruerades kemiskt för att binda till Neuropilin-1. När nanopartiklarna administrerades till djurens näsa nådde de neuroner och kapillärer i hjärnan inom några timmar. Det är mycket troligt att en sådan väg kommer att undertryckas av immunsystemet hos de flesta patienter. Förmodligen avlyssnar Neuropilin-1 viruset och vidarebefordrar det till ACE2. Ytterligare forskning behövs för att klargöra denna fråga. Det är för tidigt att spekulera på att det är möjligt att blockera Neuropilin. Till den här studien Ett sådant terapeutiskt tillvägagångssätt skulle vara mycket praktiskt genomförbart för medicin och bör beaktas i framtida studier.