Sebuah obat prototipe yang dibuat oleh para peneliti di University of Illinois di Chicago menunjukkan janji dalam replikasi memperlambat dari virus yang bertanggung jawab untuk sindrom pernafasan akut parah, atau SARS.
Saat ini, tidak ada antivirus yang efektif atau vaksin untuk SARS, yang menewaskan hampir 800 orang di epidemi pada 2002-2003.
Berdasarkan keberhasilan mereka, para peneliti telah menerima hibah $ 8 juta dari Institut Nasional Alergi dan Penyakit Menular untuk mengembangkan inhibitor protease yang akan memblokir enzim kunci dalam SARS virus dan menghambat muka nya. Protease inhibitor, kelas obat yang mampu mengganggu enzim yang mencerna protein, telah berhasil digunakan untuk menggagalkan human immunodeficiency virus, yang menyebabkan AIDS.
"Data dari SARS pasien menunjukkan bahwa replikasi virus puncak 10 hari setelah onset demam, "kata Michael Johnson, direktur Pusat Bioteknologi Farmasi di UIC College Farmasi dan peneliti utama studi tersebut. "Dengan pemberian inhibitor protease awal, bila gejala demam sudah mulai, obat-obatan dapat mengurangi viral load dan memperbaiki penyakit."
Seperti HIV, SARS virus berkembang biak dengan cepat, pembajakan mesin sel yang terinfeksi untuk mengkloning dirinya sendiri lagi dan lagi.
Salah satu langkah pertama dalam proses tersebut adalah produksi dari sebuah rantai panjang dari protein, semua yang diperlukan bagi virus untuk menyebarkan. Dua enzim, atau protease, klip rantai untuk melepaskan protein individu, bagian yang dibutuhkan untuk merakit virus matang.
Kedua protease - yang disebut 3CLpro dan PLpro - adalah target UIC untuk terapi obat.
"Jika kita dapat memblokir 3CLpro dan mungkin PLpro, maka kita dapat menghentikan SARS virus dari replikasi, "kata Johnson.
Di bawah profesor hibah, Andrew Mesecar, asosiasi farmasi, akan mempelajari rincian dari struktur tiga-dimensi dari dua enzim menggunakan x-ray kristalografi.
Teknik-Nya melibatkan membombardir bentuk kristal enzim dengan berkas intens sinar-x yang dihasilkan oleh alat jutaan dolar pada Advanced Photon Source di Argonne National Laboratory. Sebagai x-sinar yang bengkok, atau difraksi, oleh komponen molekul, mereka menciptakan pola pada sebuah kamera ultra-resolusi tinggi x-ray. Komputer kemudian matematis menginterpretasikan pola untuk merekonstruksi konfigurasi atom molekul enzim oleh atom.
Struktur rinci akan mengungkapkan lokasi yang tepat dan sifat kimia dari saku di mana enzim mengikat SARS protein panjang rantai virus.
Informasi ini akan membantu Arun Ghosh, profesor kimia di UIC, membangun inhibitor protease, seperti prototipe ia mengumpulkan sebelumnya, melalui apa yang disebut struktur berbasis desain obat. Dia akan membuat gambar komputer setiap enzim ditambah dengan senyawa diantisipasi untuk menghalangi saku, mengungkapkan apakah dan bagaimana erat molekul pas dengan ruang yang. Jika cocok dengan buruk, ia dapat menjelajahi perpustakaan molekul alternatif yang mungkin memenuhi persyaratan kimia dan konfigurasi.
Ghosh kemudian akan merakit molekul yang muncul untuk bekerja, seolah-olah bahan kimia adalah tongkat dan gulungan Tinkertoy, untuk membuat obat yang potensial.
Penting untuk upaya tersebut adalah strategi Ghosh tentang penargetan bukan sidechains dari protease, tapi tulang punggung mereka. Ketika virus bermutasi, seperti yang mereka sering lakukan, menggagalkan aksi obat, mutasi biasanya terjadi dalam sidechains.
"Dengan penargetan backbone, kami menciptakan sebuah obat yang virus mungkin tidak akan dapat menghindari," kata Johnson.