ให้ความรู้เกี่ยวกับโรคหัด

Michael Norris, Ph.D., อดีตเพื่อนร่วมงานดุษฏีบัณฑิตของ La Jolla Institute กล่าวว่า "การติดเชื้อของโรคหัดนั้นไม่มีใครเทียบได้กับไวรัสใดๆ ที่รู้จัก ถ้าคนที่เป็นโรคหัดไอในห้องที่มีผู้ไม่ฉีดวัคซีน 100 คน ก็จะติดเชื้อประมาณ 90 คน" สำหรับภูมิคุ้มกันวิทยา (LJI) และผู้ช่วยศาสตราจารย์ปัจจุบันที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต “ไวรัสนิปาห์ไม่ติดต่อได้ แต่มันมีอันตรายถึงชีวิตอย่างไม่น่าเชื่อ โดยระหว่าง 40 เปอร์เซ็นต์ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของการติดเชื้อทำให้เสียชีวิตได้” "ลองนึกดูว่าถ้ามีเชื้อพารามิกโซไวรัสที่ติดต่อได้พอๆ กับ โรคหัด และอันตรายถึงตายได้เหมือนนิปาห์" นอร์ริสกล่าวเสริม ไม่ยากที่จะนึกภาพสถานการณ์นั้น อันที่จริง ภาพยนตร์เรื่อง Contagion ในปี 2011 มีพื้นฐานมาจากไวรัสพารามิกโซไวรัสในจินตนาการชนิดนี้ ตอนนี้ Norris และทีมงานที่ทำงานร่วมกันระหว่างประเทศได้เผยแพร่ภาพรวมครั้งแรกของขั้นตอนสำคัญในวงจรชีวิตของไวรัสหัดและไวรัสนิปาห์ การศึกษาใหม่ของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์เป็นเรื่องราวครอบคลุมในScience Advancesเผยให้เห็นว่าการรักษาในอนาคตอาจหยุดยั้งไวรัสเหล่านี้ได้อย่างไร "งานนี้ช่วยไขปริศนาที่มีมาอย่างยาวนานว่าไวรัสรวมตัวกันได้อย่างไร" LJI ศาสตราจารย์ Erica Ollmann Saphire, Ph.D. ซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้เขียนร่วมการศึกษาอาวุโสร่วมกับศาสตราจารย์ Robert Stahelin, Ph.D., จาก Purdue University กล่าว "เรารู้ว่าชิ้นส่วนของไวรัสหลายชิ้นมารวมกันที่เยื่อหุ้มเซลล์ แต่เราไม่รู้ว่าอะไรเป็นตัวกระตุ้นที่เริ่มกระบวนการประกอบที่ไม่สามารถย้อนกลับได้" Stahelin กล่าวว่า "การศึกษานี้ประสบความสำเร็จโดยการระบุวิธีที่ paramyxoviruses สามารถใช้ lipid ของเซลล์เจ้าบ้านในการแพร่กระจายของไวรัสได้" Stahelin กล่าว "งานนี้จะแจ้งความพยายามในการค้นพบยาในอนาคต" ประกอบ paramyxovirus นักวิจัยใช้เทคนิคการถ่ายภาพหลายอย่าง รวมทั้งการเอ็กซ์เรย์ผลึกศาสตร์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เพื่อจับภาพกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวของไวรัส ในระหว่างการรวมตัวของไวรัส โปรตีนหลักและสารพันธุกรรมจะวิ่งไปยังบริเวณเฉพาะบนเยื่อหุ้มเซลล์โฮสต์ที่ติดเชื้อ โปรตีนพิเศษของไวรัสที่เรียกว่าโปรตีน "เมทริกซ์" มารวมกันเพื่อสร้างตาข่ายกับด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีนเมทริกซ์เป็นตัวขับเคลื่อนของกระบวนการประกอบไวรัส นอร์ริสเรียกพวกมันว่า "จอมพลภาคสนาม" ที่รวบรวมและนำทางโปรตีนอื่นๆ ที่จำเป็นต่อการสร้างไวรัสตัวใหม่ โปรตีนเมทริกซ์ยังทำให้ไวรัสมีรูปร่าง ในขณะที่การรวมตัวกันของไวรัสดำเนินต่อไป โครงตาข่ายของโปรตีนเมทริกซ์จะเริ่มดันเยื่อหุ้มออกด้านนอกเพื่อสร้าง "ตา" และรับโปรตีนจากไวรัสอื่นๆ มาที่ไซต์นี้ เมื่อดอกตูมมีส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมดแล้ว มันจะแยกออกจากเซลล์หลักเพื่อสร้างไวรัสตัวใหม่ที่สามารถแพร่เชื้อไปยังเซลล์โฮสต์ใหม่ได้ นักวิจัยหวังว่าการเข้าใจการรวมตัวกันของไวรัสดีขึ้น พวกเขาสามารถออกแบบการรักษาที่ขัดจังหวะกระบวนการนี้ได้ วิธีการนี้ถือเป็นคำมั่นสัญญา ยา Lenacapavir มีเป้าหมายที่กระบวนการประกอบของเชื้อ HIV และกำลังอยู่ในการทดลองทางคลินิกในขณะนี้ และ Norris กล่าวว่ามีความเป็นไปได้ที่จะใช้กลยุทธ์เดียวกันนี้เพื่อหยุด paramyxoviruses "การบำบัดด้วยเชื้อ HIV นี้เป็นข้อพิสูจน์ของหลักการที่ว่าการกำหนดเป้าหมายการรวมตัวของไวรัสเป็นกลยุทธ์ที่ได้ผลสำหรับการพัฒนายา" นอร์ริสกล่าว นักวิทยาศาสตร์เพียงแค่ต้องการมุมมองที่ชัดเจนของกระบวนการประกอบ paramyxovirus ความท้าทายสำหรับนักวิจัยคือการพยายามที่จะเห็นการทำงานของโปรตีนในเมทริกซ์ จับการชุมนุมของไวรัส Norris และเพื่อนร่วมงานของเขาตรวจสอบการรวมตัวของไวรัสทั้งในไวรัสหัดและไวรัสนิปาห์ การวิเคราะห์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าโปรตีนเมทริกซ์สองตัวมารวมกันในลักษณะของการกอดเพื่อสร้างโครงสร้าง "ไดเมอร์" สองด้านได้อย่างไร นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการหยุด "กอด" นี้โดยการปิดกั้นการก่อตัวของหรี่นี้ยังหยุดการรวมตัวกันของไวรัส - แต่ก็ไม่น่าแปลกใจ นักวิจัยจำเป็นต้องรู้จริง ๆ ว่าไดเมอร์เหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับโครงสร้างอื่น ๆ อย่างไรในระหว่างกระบวนการแตกหน่อ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าการกอดของ dimer ลอยไปทางด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อให้หัวกระแทกกับเยื่อหุ้มเซลล์ จากผลงานที่นำโดย Stahelin Lab ที่ Purdue University ทีมงานพบว่าโปรตีนเมทริกซ์จับกับโมเลกุลไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์โฮสต์ที่เรียกว่า PI(4,5) P 2 ปฏิสัมพันธ์นี้ยึดเมทริกซ์โปรตีนกับพื้นผิวเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์และเป็นจุดนัดพบสำหรับการรวมตัวของไวรัสที่ตำแหน่งเฉพาะตามเมมเบรน Norris และเพื่อนร่วมงานของเขาจับภาพปฏิสัมพันธ์นี้อย่างละเอียดโดยใช้ X-ray crystallography จากนั้นความประหลาดใจของโครงสร้างขนาดใหญ่ก็เกิดขึ้น ทีมวิจัยพบว่าโปรตีนเมทริกซ์ของไวรัสนิปาห์เปลี่ยนแปลงโครงสร้างของมันเพื่อเปิดกระเป๋าที่จับกับไขมันสำหรับ PI(4,5) P 2 "นี่เป็นแง่มุมที่น่าตื่นเต้นอย่างยิ่งของการศึกษานี้" นอร์ริสกล่าว เขาเน้นย้ำว่าช่องนี้ไม่มีอยู่ก่อนการเชื่อมเมมเบรน และช่องนี้จะไม่ถูกค้นพบหากไม่มีโครงสร้างที่จับได้ในการศึกษานี้ การค้นพบกระเป๋านี้เผยให้เห็นเป้าหมายใหม่ล่าสุดสำหรับการพัฒนาตัวยับยั้งกระบวนการประกอบ PI(4,5)P 2ยังกลายเป็นส่วนผสมลับที่กระตุ้นเมทริกซ์โปรตีนไดเมอร์ให้จับกันเป็นโครงตาข่ายบนพื้นผิวด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์โฮสต์ เมื่อเมทริกซ์โปรตีนเปลี่ยนโครงสร้างเพื่อเปิดกระเป๋า PI(4,5)P 2พวกมันยังใช้รูปร่างที่ขับเคลื่อนการประกอบโครงตาข่าย การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโปรตีนเมทริกซ์นี้ยังทำให้เยื่อหุ้มเซลล์โค้งงอ ก่อนการเข้าเล่มแบบ PI(4,5)P 2ช่องว่างระหว่างเมทริกซ์โปรตีนสองตัวในการกอดจะมีรูปทรงชามเว้าที่มีด้านเป็นมุม หลังจาก PI(4,5)P 2จับกับโปรตีนเมทริกซ์แล้ว ด้านที่เป็นมุมเหล่านี้จะแบนลงเพื่อเปลี่ยนรูปร่างชามเป็นรูปร่างจาน และบังคับให้เมมเบรนโค้งขึ้น ส่วนโค้งที่อ่อนนุ่มของเยื่อหุ้มเซลล์จะผุดขึ้นเพื่อเริ่มสร้างตาใหม่ซึ่งในที่สุดจะประกอบกันเป็นไวรัสตัวใหม่ นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้มากมายจากโครงสร้างเหล่านี้ "เราไม่รู้ว่าโมเลกุลจะเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใดเมื่อกระบวนการถูกกระตุ้น หรือโครงสร้างจะมีลักษณะอย่างไรเมื่อพวกมันรวมตัวกัน" แซฟไฟร์กล่าว