Moleculair replicatieproces coronavirus onderzocht

ENGINEERINGNET.BE - Virussen zoals SARS-CoV-2 dringen menselijke cellen binnen en kunnen vervolgens de controle overnemen, waarbij ze belangrijke energiebronnen en bouwstenen gebruiken voor de productie van nieuwe virusdeeltjes.

Essentieel in dit proces is de duplicatie van het genetische materiaal, dat bestaat uit de letters A, C, G en U van het genetische alfabet. Als deze letters, ook wel nucleotiden genoemd, in de juiste volgorde aaneen geregen worden ontstaat er een lang RNA-molecuul, een nieuwe virusblauwdruk.

Het produceren van dit virale RNA is de sleutel tot reproductie van het virus. Er wordt nu veel onderzoek gedaan naar het ontwikkelen van moleculaire medicijnen die dit proces verstoren.

Zulke medicijnen zijn moleculen die natuurlijke nucleotiden nabootsen, genaamd 'nucleotide analogen'.

Om dit te bereiken hebben biofysici een nieuwe methode ontwikkeld om SARS-CoV-2 polymerase-moleculen precies te volgen tijdens het replicatieproces.

Zij toonden aan dat er drie manieren zijn dat het polymerase gebruikt voor de opname van de natuurlijke nucleotiden.

Of een antivirus nucleotide analoog effect heeft, wordt bepaald door hoe goed het wordt opgenomen door het RNA-polymerase in competitie met natuurlijke nucleotiden die volop aanwezig zijn in de cel.

Het kunnen duiden van de rollen die de drie verschillende routes tijdens het selectie- en opnameproces van een nucleotide analoog spelen, helpt hierbij. Verder onderzoek heeft namelijk aangetoond dat het specifieke type van de chemische modificatie aan de nucleotide bepaalt via welke route de incorporatie in het groeiende RNA plaatsvindt.

Omdat elke route met een verschillende waarschijnlijkheid plaatsvindt, bepaalt dit de werkzaamheid van het nucleotide analoog tegen het virus.

Craig Cameron, viroloog aan UNC Chapel Hill: “Tot nu toe zijn er alleen bekende antivirale medicijnen aangepast, die al werkzaam waren tegen andere virussen. We wisten niet wat een nucleotide analoog een goed substraat maakt specifiek voor het RNA-polymerase van het coronavirus. Nu kunnen we de volgende generatie nucleotide analogen rationeel ontwerpen, waarbij ons werk een belangrijke stap in de richting is om dat doel te bereiken.”