Deneysel Peptit Covid-19’u Engelleyebilir

MIT kimyagerleri korona virüsün akciğerlere girmesini engelleyebilecek olan bir protein parçasını test ediyor.

Bu makalede açıklanan araştırma ön baskı olarak bir sunucuda yayınlandı fakat henüz herhangi bir tıbbi yada bilimsel bir uzman tarafından denetimden geçmedi.

Covid-19’u tedavi etmek için mümkün olabilecek bir tedaviyi geliştirme umuduyla,MIT kimyagerleri grubu korona virüsün insan akciğerlerine girebilmesini engelleyebilceğine inandıkları bir ilaç dizayn etti.Bu potansiyel ilaç, insan hücrelerinin yüzeyinde bulunan bir proteini taklit eden kısa bir protein parçası ya da peptitir.

Bu araştırmalar gösterdi ki,MIT kimyagerlerinin bulduğu yeni peptit,korona virüsün insan hüclerine girmesini sağlayan proteine bağlanabilir ve onu etkisiz hale getirebilir.

‘’Gerçekten incelemek istediğimiz bir kurşun bileşiğe sahibiz.Doğrusu,viral proteinle olan etkileşim öngörüldüğü gibi gerçekleşti.Böylece bu etkileşim virüsün konak hücrelere girmesini sağlayan yolu engellemek için bir şans yarattı.’’ diyor araştırmanın yapılmasına öncülük eden MIT kimya profesörü.

MIT takımı ön bulguları ön baskı deposu olan bioRxiv’e 20 Mart’ta bildirdi.Peptit örnekleri,insan hücreleri üzerinde uygulama  yapmayı planlayan ortak çalışanlara gönderildi.

Moleküler Hedefleme

Pentelute’nin labı bu projeye Mart başında çalışmaya başladı. Korona virüsün dikenli proteinin kriyojenik elektron mikroskop’un da yapısının görülmesinden sonra,dikenli proteinin bağlandığı insan hücre reseptörleriyle beraber,bu yapı Çin’de bir grup araştırmacı tarafından yayınlandı.SARS CoV-2’i kapsayan ve şuanda bir salgına sebep olan koronavirüsler,viral zarflarından çıkan bir çok dikensi protein çıkıntısına sahiptir.

SARS-CoV-2 çalışmaları göstermiştir ki,reseptör bağlanma alanı olarak bilinen dikenli proteinin spesifik bir bölgesi Anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE2) olarak adlandırılan bir reseptöre bağlanır.Bu reseptör akciğerleri de kapsayan bir çok insan hücresinin üzerinde bulunur. ACE2 reseptörü aynı zamanda 2002-03 SARS salgınına neden olan ve  koronavirüs tarafından da kullanılan bir giriş noktasıdır.

Virüsün girişini engelleyebilecek bir ilaç geliştirmek umuduyla,Pentelute’nin labında doktora sonrası araştırmacı olarak bulunan Genwei Zhang,ACE2 reseptörü ve koronavirüsün bağlanma alanı reseptörü olarak bilinen dikenli proteinin arasındaki etkileşimi bir bilgisayar simülasyonunda gerçekleştirdi.Bu simülasyonlar ACE2 reseptörü ve koronavirüsün reseptör bağlanma alanının tam olarak hangi bölgede bağlandığını açıklığa kavuşturmuş oldu.ACE2 proteinin bir kısmı alfa sarmalı olarak adlandırılan bir yapının formudur.

‘’Bu bize atomlar ve biyomolekülerin kendi aralarında nasıl etkileştikleri hakkında görünümler verebilecek olan aynı zamanda bu etkileşim için hangi parçaların gerekli olduğunu söyleyebilecek bir simülasyondur.’’ Diyor Zhang. ’’Moleküler dinamikler bize tedavi geliştirmek istediğimiz özel alanları sınırlandırmamızda ve o bölgeye odaklanmamızda yardımcı olur.’’

Daha sonra MIT takımı önceden Pentelute’nin labında geliştirilen peptit sentezleme teknolojisini,ACE2 reseptörünün alfa sarmalı ile aynı dizilime sahip olan 23 amino asitli bir peptiti hızlı bir şekilde üretmek için kullandı. Akış bazlı peptit sentez makinesi,yaklaşık 37 saniyede amino asitler arasında protein yapı blokları oluşturabilir,ve yaklaşık 50 tane amino asit içeren peptit moleküllerinin üretiminin tamamlanması 1 saatten az zaman alır.

‘’Biz bu platformu hızlı geri dönüş alabilmek için kurduk,ve şuanda bu konumda olabilmemizin sebebinin bu olduğunu düşünüyorum.’’ Diyor Pentelute. ‘’Çünkü,yıllardır üretip geliştirdiğimiz araçlara sahibiz.’’

Ayrıca araştırmacılar yalnızca alfa sarmalında bulunan ve 12 amino asitten oluşan ve daha kısa sıralı bir diziyi de sentezlediler,daha sonra MIT’in biyofizikzel enstrümentasyon tesisinde bulunan ekipmanları kullanarak her iki peptit molekülün de birbiriyle ne kadar güçlü bağ yapabileceğini test ettiler.Bu deneme gösterdi ki, kısa olan bağın gösterdiği bağlanma önemsenmeyecek kadar az iken,daha uzun olan peptit Covid-19’un dikenli proteinin reseptör bağlanma alanıyla daha güçlü bir bağlanma sağlıyor.

Seçenekler

MIT kampüste ki çalışmalarını Mart’ın ortasına doğru azaltmasına rağmen,Pentelute’nin labı küçük bir grup için özel izin çıkararak bu proje için çalışmalarına devam etti.Şu anda bağlanma gücünüe vüducumuzda ki stabilitesini arrtırması umuduyla 100’den fazla farklı peptit üzerinde geliştirme yapıyorlar.

Pentule “Bu molekülün tam olarak nerede etkileşime girdiğini bildiğimize inanıyoruz ve bunu daha fazla geliştirme yapmak için kullanabiliriz ve böylece umuyoruz ki hüclere virüs girişini engellemek için daha yüksek bir benzerlik ve daha fazla etki alanı elde edebiliriz.’’ Diyor Pentule.

Bu sırada,araştırmacılar çoktan orijinal 23 aminoasit peptitini Mount Sinai’de bulunan Icahn Tıp Okulu’na insan hüclerinde ve Covid-19 enfeksiyonunu bulundurma potansiyeli olan hayvan hücrelerinde incelenmesi içi gönderdi.

Dünya’nın her tarafından düzinelerce araştırma grubu Covid-19’u iyileştirmek için yeni yaklaşımlar arar ve kullanırken,Pentelute bu amaç için peptit ilaçları üzerinde çalışan birkaç araştırma grubundan biri olduğuna inanıyor.Bu ilaçları kullanmanın avantajlarından biri nispeten daha kolay bir şekilde yüksek miktar madde üretiminin mümkün olmasıdır.Ayrıca bu ilaçlar küçük moleküllü ilaçlara nazaran daha geniş yüzey alanına sahiptir.

‘’Peptitler büyük moleküllerdir bu sayede korona virüsü tutabilir ve hücre içine girmesini engelleyebilir,eğer küçük moleküller kullanılırsa bunların virüsün giriş alanınını engellemesi zorlaşır.’’ Diyor Pentalute. ’’Antikorlarda büyük yüzey alanına sahiptir bu sebeple antikorlar da yararlı olabilir fakat bunların üretimi ve keşfi daha uzun zaman alır.’’

Peptit ilaçlarındaki çekincelerden biri oral yolla alınamayacak olmasıdır,bu sebeple bu ilaçların uygulaması damar içinden veya deri altından enjekte yoluyla ile olmalıdır.Ayrıca bu ilaçların kan dolaşımında daha uzun süreli aktif kalabilmesi için modifiye edilmelsi gerekmektedir bu da Pentalute’nin labovatuarında çalışan konunun amacıdr.

‘’Bu uygulamaların insanlar üzerinde test edilmesi için ne kadar daha fazla zaman alacağını söylemek zor,bu yüzden bizim amacımız birkaç hafta içinde elimizde somut bir şeyler görebilmek.Eğer önümüze zorluklar çıkarsa bu aylara dönüşebilir.’’ Diyor Pentalute.

Pentelute and Zhang’in yanı sıra ön baskı’da yazar olarak listenen diğer kişiler,doktora sonrası araştırmacı Sebastian Pomplun,lisansüstü öğrencisi Alexander Loftis ve araştırmacı bilim adamı Andrei Loas’tır.

MIT kimyagerleri korona virüsün dikenli proteini ile bağ yapabilecek ve virüsün hüclere girmesini engelleyebilecek bir peptit dizayn ettiler.

Kaynak : mit.edu