21 Mar 2020
IL TRATTAMENTO PER LA COVID-19 POTREBBE GIÀ RISIEDERE NEI VECCHI FARMACI
Posted by Forrest Group Minerva
Creato: 20 Marzo 2020

Il trattamento per la COVID-19 potrebbe già risiedere nei vecchi farmaci.  Stiamo usando pezzi del coronavirus stesso per trovarli

 

Perché non abbiamo farmaci

per il trattamento della COVID-19 e quanto tempo ci vorrà per svilupparli?

SARS-CoV-2 - il coronavirus che causa la malattia COVID-19 - è completamente recente e attacca le cellule in modo nuovo. Ogni virus è diverso, così come i farmaci usati per combatterli. Ecco perché non c'era un farmaco pronto ad affrontare il nuovo coronavirus emerso solo pochi mesi fa.

Come biologo di sistemi che studia come le cellule sono colpite da virus durante le infezioni, sono particolarmente interessato alla seconda domanda. Trovare i punti di vulnerabilità e sviluppare un farmaco per curare una malattia richiede, in genere, anni. Ma il nuovo coronavirus non sta concedendo al mondo quel tempo necessario. Con la maggior parte del mondo in blocco e l'incombente minaccia di milioni di morti, i ricercatori devono trovare, più velocemente possibile, un farmaco efficace.

Per me e per i miei colleghi, questa situazione ha presentato la sfida e l'opportunità della vita: aiutare a risolvere questa enorme crisi di salute pubblica ed economica, posta dalla pandemia globale del SARS-CoV-2.

Di fronte a questa crisi, presso il Quantitative Biosciences Institute (QBI) dell'Università della California, San Francisco, abbiamo riunito un team per scoprire come il virus attacca le cellule. Ma invece di provare a creare un nuovo farmaco, basato su queste informazioni, stiamo prima cercando di vedere se, oggigiorno, ci sono farmaci disponibili che possono interrompere questi percorsi e combattere il coronavirus.

Il team di 22 laboratori, che abbiamo chiamato QCRG, lavora a rotta di collo - letteralmente tutto il giorno e a turni - sette giorni alla settimana. Immagino che sia come essere coinvolti in sforzi di guerra, come il gruppo di decodifica del codice Enigma durante la seconda guerra mondiale, e allo stesso modo il nostro team spera di disarmare il nemico comprendendone i meccanismi interni.
gif covid 19 005Il coronavirus è biologicamente semplice, ma complicato è il modo in cui infetta un ospite. CDC / Hannah A Bullock; Azaibi Tamin

Un avversario furtivo

Rispetto alle cellule umane, i virus sono piccoli e non possono riprodursi da soli. Il coronavirus ha circa 30 proteine, mentre una cellula umana ne ha più di 20.000.

Per aggirare questo insieme limitato di strumenti, il virus abilmente trasforma il corpo umano contro se medesimo. I percorsi in una cellula umana sono normalmente bloccati agli invasori esterni, ma il coronavirus utilizza le proprie proteine come chiavi per aprire questi "blocchi" ed entrare nelle cellule di una persona.

Una volta all'interno, il virus si lega alle proteine che la cellula normalmente utilizza per le proprie funzioni, essenzialmente dirottando la cellula e trasformandola in una fabbrica di coronavirus. Man mano che le risorse e la meccanica delle cellule infette vengono riorganizzate per produrre migliaia e migliaia di virus, le cellule iniziano a morire.

Le cellule polmonari sono particolarmente vulnerabili perché esprimono elevate quantità di proteine "bloccate" che il SARS-CoV-2 utilizza per l'ingresso. Un gran numero di cellule polmonari di una persona muoiono, provocando i sintomi respiratori associati alla COVID-19.

Ci sono due modi per reagire. In primo luogo, i farmaci potrebbero attaccare le stesse proteine del virus, impedendo loro di lavorare, come entrare nella cellula o copiare il loro materiale genetico una volta che sono all’interno. In questo modo funziona il Remdesivir, un farmaco attualmente in fase di sperimentazione clinica per la COVID-19.

gif covid 19 006Il primo passo per scoprire un trattamento è capire il virus. Jiewei Xu del laboratorio Krogan prepara campioni per lo spettrometro di massa. Jacqueline Fabius, CC BY-NDUn problema con questo approccio è che i virus mutano e cambiano nel tempo. In futuro, il coronavirus potrebbe evolversi in modo da rendere inutile un farmaco come il remdesivir. Questa corsa agli armamenti tra farmaci e virus è il motivo per cui ogno anno hai bisogno di un nuovo vaccino antinfluenzale.

In alternativa, un farmaco può funzionare bloccando una proteina virale dall'interazione con una proteina umana di cui ha bisogno. Questo approccio - essenzialmente proteggendo il macchinario ospitante - ha un grande vantaggio sulla disabilitazione del virus medesimo, perché la cellula umana non cambia così velocemente. Una volta trovato un buon farmaco, dovrebbe continuare a funzionare. Questo è l'approccio che sta adottando il nostro team. E potrebbe anche funzionare contro altri virus emergenti.

Imparare i piani del nemico

La prima cosa che il nostro gruppo doveva fare era identificare ogni parte della fabbrica cellulare su cui il coronavirus si affida per riprodursi. Dovevamo scoprire quali proteine il virus stava dirottando.

Per fare questo, nel mio laboratorio una squadra ha intrapreso una spedizione di pesca molecolare all'interno delle cellule umane. Invece di un verme su un uncino, hanno usato proteine virali con minuscole etichette chimiche loro attaccate - chiamate "esche". Abbiamo messo queste esche in cellule umane coltivate in laboratorio, e poi le abbiamo estratte per vedere cosa abbiamo catturato. Qualunque cosa bloccata era una proteina umana che il virus dirotta durante l'infezione.

Entro il 2 marzo, avevamo un elenco parziale delle proteine umane di cui il coronavirus ha bisogno per prosperare. Questi erano i primi indizi che potevamo usare. Un membro del team ha inviato un messaggio al nostro gruppo, "Prima iterazione, solo 3 esche ... prossime 5 esche in arrivo". La lotta era iniziata. 

Contrattacco

Una volta che abbiamo avuto questo elenco di obiettivi molecolari, di cui il virus ha bisogno per sopravvivere, i membri del team hanno letteralmente corso per identificare composti noti che potrebbero legarsi a questi obiettivi, e impedire al virus di usarli per replicarsi. Se un composto può impedire al virus di copiarsi nel corpo di una persona, l'infezione si interrompe. Ma non puoi semplicemente interferire a piacimento con i processi cellulari senza causare, potenzialmente, danni al corpo. Il nostro team, doveva essere sicuro che i composti identificati fossero sicuri e non tossici per le persone.

gif covid 19 007Una volta individuati i primi bersagli proteici, dovevamo cercare nell'enorme database di farmaci della FDA potenziali corrispondenze. Alexa Rocourt, CC BY-NDIl modo tradizionale per fare questo comporterebbe anni di studi preclinici e studi clinici che costano milioni di dollari. Ma c'è un modo veloce e sostanzialmente gratuito per aggirarlo: guardare ai 20.000 farmaci approvati dalla FDA che sono già stati testati per la sicurezza. Forse c'è un farmaco in questo ampio elenco che può combattere il coronavirus.

I nostri chimici hanno utilizzato un enorme database per abbinare i 'farmaci approvati e le proteine' e la loro interazione con le proteine del nostro elenco. La scorsa settimana hanno trovato 10 farmaci candidati. Ad esempio, uno dei successi è stato un farmaco antitumorale chiamato JQ1. Anche se non possiamo prevedere in che modo questo farmaco potrebbe influenzare il virus, ha buone probabilità di fare qualcosa. Attraverso i test, sapremo se qualcosa aiuta i pazienti.

Di fronte alla minaccia della chiusura globale delle frontiere, abbiamo immediatamente spedito scatole di questi 10 farmaci a due dei pochi laboratori al mondo che lavorano con campioni di coronavirus vivo: al Pasteur Institute di Parigi e al Mount Sinai a New York. Entro il 13 marzo, i farmaci venivano testati nelle cellule per vedere se impedivano la riproduzione del virus.

Spedizioni dal campo di battaglia

Il nostro team, imparerà presto dai nostri collaboratori del Mount Sinai e del Pasteur Institute, se uno di questi primi 10 farmaci funziona contro le infezioni da SARS-CoV-2. Nel frattempo, il team ha continuato a pescare con esche virali, trovando centinaia di proteine umane aggiuntive che il coronavirus cooptava. Presto pubblicheremo i risultati nel repository online BioRxiv.

La buona notizia è che finora il nostro team ha trovato 50 farmaci esistenti che legano le proteine umane che abbiamo identificato. Questo gran numero mi fa sperare che saremo in grado di trovare un farmaco per il trattamento della COVID-19. Se troviamo un farmaco approvato che rallenta persino la progressione del virus, i medici dovrebbero essere in grado di iniziare a portarlo rapidamente ai pazienti e salvare vite umane.

March 20, 2020 8.09am EDT
Nevan Krogan - Professor and Director of Quantitave Biosciences Institute, University of California, San Francisco

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Tratto da:
https://theconversation.com/covid-19-treatment-might-already-exist-in-old-drugs-were-using-pieces-of-the-coronavirus-itself-to-find-them-133701


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