World

Membuat cangkang protein buatan untuk memerangi COVID-19


Cangkang protein buatan untuk memerangi COVID-19

Gambar TEM dari partikel emas berlabel VLP murni. Kredit: Raheja dkk.

Selama gelombang COVID-19 pertama, ketika Saumitra Das dan rekannya mengurutkan ribuan sampel setiap hari untuk memeriksa varian SARS-CoV-2 sebagai bagian dari INSACOG, inisiatif pengawasan genom Pemerintah India, mereka berpacu dengan waktu untuk melacak mutasi. saat mereka muncul. “Jika kami ingin memprediksi apakah salah satu dari mutasi ini akan berbahaya dari perspektif kesehatan masyarakat, kami membutuhkan sistem pengujian,” kata Das, Profesor di Departemen Mikrobiologi dan Biologi Sel (MCB), Institut Sains India ( IISc).

Protokol pengujian yang diikuti secara luas melibatkan mengisolasi virus dari sampel, membuat banyak salinan virus, dan mempelajari transmisibilitas dan efisiensinya saat memasuki sel hidup. Bekerja dengan virus yang sangat menular seperti itu berbahaya dan memerlukan laboratorium Bio Safety Level-3 (BSL-3), tetapi hanya ada segelintir laboratorium ini di seluruh negeri yang dilengkapi untuk menangani virus tersebut.

Untuk mengatasi masalah ini, Das dan timnya, bersama dengan kolaborator, kini telah mengembangkan dan menguji partikel mirip virus (VLP)—molekul skala nano non-infeksi yang menyerupai dan berperilaku seperti virus tetapi tidak mengandung materi genetik aslinya. —dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di Spektrum Mikrobiologi.

VLP semacam itu memiliki beberapa kegunaan. Mereka tidak hanya dapat digunakan untuk mempelajari secara aman efek mutasi yang mungkin timbul pada SARS-CoV-2—tanpa memerlukan fasilitas BSL-3—tetapi juga berpotensi untuk dikembangkan menjadi kandidat vaksin yang dapat memicu respons imun dalam tubuh kita. . Soma Das, seorang ilmuwan di Departemen Biokimia dan salah satu penulis, menambahkan bahwa VLP ini juga dapat digunakan untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menyaring obat yang dapat melawan virus.

Cangkang protein buatan untuk memerangi COVID-19

VLP (terlihat sebagai titik hijau) dalam sel (diuraikan dengan warna merah). Kredit: Raheja dkk.

Laboratorium Das telah mempelajari virus Hepatitis C selama 28 tahun. Mereka telah menunjukkan bahwa VLP dapat digunakan sebagai kandidat vaksin untuk memicu respons imun. Ketika pandemi melanda, Das dan timnya mulai mengerjakan VLP untuk SARS-CoV-2. Mereka pertama-tama harus mensintesis VLP secara artifisial dengan keempat protein struktural—spike, envelope, membran, dan nukleokapsid—yang terlihat pada virus yang sebenarnya. “Tantangan utama adalah untuk mengekspresikan keempat protein struktural bersama-sama,” kata Harsha Raheja, Ph.D. mahasiswa di MCB dan penulis pertama studi ini.

SARS-CoV-2 bereplikasi dengan memproduksi setiap protein struktural secara terpisah dan kemudian merakitnya menjadi cangkang yang berisi materi genetik di dalamnya untuk membentuk partikel virus aktif. Untuk membuat ulang ini, tim memilih baculovirus—virus yang memengaruhi serangga tetapi bukan manusia—sebagai vektor (pembawa) untuk mensintesis VLP, karena ia memiliki kemampuan untuk memproduksi dan merakit semua protein ini, dan bereplikasi dengan cepat. Selanjutnya, para peneliti menganalisis VLP di bawah mikroskop elektron transmisi dan menemukan bahwa mereka sama stabilnya dengan SARS-CoV-2 asli. Pada 4 derajat Celcius, VLP dapat menempel pada permukaan sel inang dan pada 37 derajat Celcius (suhu tubuh manusia normal), ia dapat masuk ke dalam sel.

Ketika tim menyuntikkan VLP dosis tinggi ke tikus di laboratorium, itu tidak mempengaruhi jaringan hati, paru-paru, atau ginjal. Untuk menguji respon imunnya, mereka memberikan satu suntikan primer dan dua suntikan booster ke model tikus dengan jeda 15 hari, setelah itu mereka menemukan sejumlah besar antibodi yang dihasilkan dalam serum darah tikus. Antibodi ini juga mampu menetralkan virus hidup, tim menemukan. “Ini berarti mereka melindungi hewan,” jelas Raheja.

Para peneliti telah mengajukan paten untuk VLP mereka dan berharap untuk mengembangkannya menjadi kandidat vaksin. Mereka juga berencana untuk mempelajari efek VLP pada model hewan lain (menggunakan keahlian SG Ramachandra, salah satu penemu), dan akhirnya manusia. Raheja mengatakan bahwa mereka juga telah mengembangkan VLP yang mungkin dapat menawarkan perlindungan terhadap varian yang lebih baru seperti omicron dan sub-garis keturunan lainnya.


Petunjuk baru membantu menjelaskan mengapa varian omicron SARS-CoV-2 sangat menular


Informasi lebih lanjut:
Harsha Raheja et al, RG203KR Mutasi pada Nukleokapsid SARS-CoV-2: Menilai Dampak Menggunakan Sistem Model Partikel Mirip Virus, Spektrum Mikrobiologi (2022). DOI: 10.1128/spektrum.00781-22

Disediakan oleh Institut Sains India

Kutipan: Membuat cangkang protein buatan untuk memerangi COVID-19 (2022, 30 Agustus) diambil 31 Agustus 2022 dari

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.



Artikel ini pertama kali tayang di situs phys.org

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button