Победить коронавирус

«Мне всегда было любопытно, что меня окружает. Я всегда задаюсь вопросом, что это такое и что, как это работает и почему?» она говорит. «Иногда я чувствую себя трехлетним ребенком, который открывает для себя мир. Я волнуюсь, когда узнаю что-то новое».

Росас Лемус получила докторскую степень в Национальном автономном университете Мексики. Она провела свое первое постдокторское исследование в Иллинойском технологическом институте в Чикаго, а оттуда продолжила свои исследования в Северо-Западном университете.

Именно здесь она заинтересовалась изучением структуры метаболических белков микроорганизмов, связанных с инфекционными заболеваниями и устойчивостью к противомикробным препаратам.

«У нас практически нет инструментов для разработки новых лекарств, — говорит она. «Если у вас бактериальная инфекция, первое, что делают врачи, — это назначают вам антибиотики, но они не очень эффективны, и у нас заканчиваются лекарства для лечения тяжелых инфекций, вызванных устойчивыми к противомикробным препаратам возбудителями. Есть много видов, которые эволюционируют, чтобы сопротивляться все большему и большему количеству. Так что это бремя, которое только накапливается, и оно очень серьезное».

Росас Лемус проводил постдокторские исследования в Северо-западном центре структурной геномики инфекционных заболеваний, когда разразился COVID-19. По поручению NIH она и ее команда начали изучение вирусных белков COVID-19 на основе того, что было известно из вируса SARS.

«То, что мы делаем, — это определяем структуру белков, важных для патогенеза или устойчивости микроорганизмов к противомикробным препаратам», — говорит она. «Цель состоит в том, чтобы проанализировать эти структуры и разработать новые терапевтические средства, такие как лекарства или вакцины. Идея состоит в том, что если микроорганизм вырабатывает белок, необходимый для репликации или патогенеза, мы можем использовать этот белок в качестве хорошей мишени. Если мы ингибируем этот белок, мы можем либо предотвратить патогенное поведение, либо репликацию или колонизацию хозяина».

По словам Росаса Лемуса, изучение структуры белков похоже на просмотр карты, указывающей на активный сайт. «Или иногда они сообщают вам другие сайты, которые важны для взаимодействия с другими белками или которые подвергаются воздействию, поэтому вы можете использовать их, например, для разработки вакцин».

В случае с COVID-19 именно шиповидная белковая структура, расположенная снаружи коронавируса, использовалась учеными для разработки мРНК-вакцин, таких как вакцины, созданные Pfizer-BioNTech и Moderna, и белковых субъединичных вакцин (Novavax).

В UNM исследования Розаса Лемуса, финансируемые NIH, ориентированы на будущее.

«Теперь у нас есть вакцины и лекарства, подавляющие репликацию коронавирусов», — говорит она. «Однако естественная история патогенных микроорганизмов научила нас, что эволюция способствует устойчивости, и есть некоторые исследования, показывающие, что коронавирусы могут развивать устойчивость к современным методам лечения.

«Итак, нам нужно решить эту проблему, нацелившись на различные части цикла репликации вируса, которые менее склонны к развитию мутаций, которые могут вызвать резистентность. Затем, когда возникнет новый кризис с коронавирусом или новая вспышка, мы готовы справиться с этим, потому что с одной стороны у нас будут вакцины, но также и другие лекарства, которые могут помочь предотвратить распространение болезни».

Одна из целей ее исследования — лучше понять взаимодействие специфических белков SARS-COV-2 (вируса, ответственного за COVID-19) с другими белками хозяина.

«Коронавирусам нужны как вирусные белки, так и белки-хозяева для репликации, и мы знаем, что некоторые из этих взаимодействий необходимы для поддержки репликации вируса и инфекции», — говорит она.

«Коронавирусы имеют огромный комплекс для репликации вирусной РНК, образованный как минимум пятью различными белками. Однако метаболический путь, который следует за репликацией, и его организация недостаточно хорошо описаны. Мне интересно понять регуляцию и организацию этого пути, называемого кэппингом, потому что это важный процесс, который вирус использует, чтобы спрятаться от иммунного надзора клетки-хозяина».

Росас Лемус говорит, что последним этапом метаболического пути является комплекс nsp16-nsp10, который имеет очень низкую частоту мутаций. Из-за этого она говорит, что это хороший кандидат для разработки лекарств.

«Во время пандемии я сосредоточилась на изучении структуры и активности этого комплекса, — говорит она. «Теперь мое исследование направлено на то, чтобы понять, как nsp16-nsp10 взаимодействует с другими вирусными белками в клетке. Взаимодействует ли этот комплекс с белками хозяина, можем ли мы определить структуру этих комплексов и разработать специфический ингибитор, нацеленный на эти взаимодействия, и, наконец, каковы последствия захвата белков хозяина и метаболических путей в интересах репликации вируса на хозяине? метаболизм?»

По ее словам, последний вопрос очень важен, потому что это исследование может привести к лучшему пониманию того, почему люди с метаболическими заболеваниями, такими как диабет или метаболический синдром, имеют худшие результаты при COVID-19. «Тогда мы могли бы искать другие методы лечения, специфичные для этих состояний».

Росас Лемус говорит, что сочетание ее исследований с тем, что мы уже знаем о COVID-19, имеет ключевое значение.

«Чтобы быть хорошим ученым, мы должны быть скромными, открытыми и общаться с другими дисциплинами», — говорит она. «Мы не можем знать всего, но мы всегда можем узнать что-то новое и открыть двери для более ярких идей».