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L'analisi comparativa rivela le vulnerabilità comuni attraverso i coronaviruses

Tre sindromi respiratorie umane letali connesse con le infezioni di coronavirus (CoV) sono emerso nelle due decadi scorse. Sono nel 2019 (SARS) sindrome respiratorio acuto severo nel 2002, sindrome respiratoria (MERS) di Medio Oriente nel 2012 e malattia 2019 (COVID-19) di coronavirus.

Il coronavirus 2 (SARS-CoV-2), l'agente causativo di sindrome respiratorio acuto severo di COVID-19, è strettamente connesso ai coronaviruses di MERS e di SARS-CoV-1, che erano più micidiali ma meno ereditari che SARS-CoV-2.

Microscopio elettronico a scansione delle particelle del virus di MERS (giallo) entrambi di Colorized delle particelle di MERS Coronavirus che germogliano e fissati alla superficie delle celle infettate di VERO E6 (blu). L
Microscopio elettronico a scansione delle particelle del virus di MERS (giallo) entrambi di Colorized delle particelle di MERS Coronavirus che germogliano e fissati alla superficie delle celle infettate di VERO E6 (blu). Immagine catturata e colore-migliorata alla funzione di ricerca integrata NIAID in Detrick forte, Maryland. Credito: NIAID

La pandemia in corso COVID-19 ha pregiudicato oltre 39,8 milione vite globalmente ed ha causato più di 1,11 milione morti finora. La pandemia ha avviato le ripercussioni socioeconomiche paralizzanti in molte nazioni attraverso il globo. I sintomi COVID-19 variano ampiamente basato su parecchi fattori e possono piombo alla malattia prolungata e severa in alcuni pazienti. Alcuni studi suggeriscono che i sintomi possano persistere anche dopo il ripristino ed i risultati dei test in tempo reale negativi di reazione a catena della polimerasi (RT-PCR).

Questa sfida senza precedenti posata da COVID-19 ha richiesto gli estesi sforzi per sviluppare un vaccino e repurposed la terapeutica antivirale che potrebbe offrire i trattamenti potenziali con i profili di sicurezza conosciuti e le più brevi cronologie per lo sviluppo. Repurposing di Remdesivir, l'analogo antivirale del nucleoside e il dexamethasone steroide antinfiammatorio hanno dato la speranza che i composti esistenti possono essere cruciali nella lotta contro la pandemia COVID-19. Malgrado questo, non c'è ancora il trattamento approvato per COVID-19 e gli sforzi per trovare un vaccino o una droga potrebbero essere complicati dall'evoluzione di SARS-CoV-2 e di farmacoresistenza che potenziale può raggiungere durante l'evoluzione.

Microscopio elettronico a scansione novello di Coronavirus SARS-CoV-2 Colorized di una cella apoptotic (rosa) infettata molto con le particelle del virus SARS-COV-2 (verde), isolate da un campione paziente. L
Microscopio elettronico a scansione novello di Coronavirus SARS-CoV-2 Colorized di una cella apoptotic (rosa) infettata molto con le particelle del virus SARS-COV-2 (verde), isolate da un campione paziente. Immagine catturata alla funzione di ricerca integrata NIAID (IRF) in Detrick forte, Maryland. Credito: NIAID

Paragone delle interazioni virali ed umane della proteina dei tre coronaviruses

Un grande gruppo dei ricercatori dalle vari università ed istituti attraverso gli Stati Uniti e l'Europa ha eseguito un'analisi comparativa dell'interazione fra le proteine virali ed umane e la localizzazione di proteina virale per tutti e tre i virus. Il loro studio è pubblicato in caricatore di scienza, il giornale accademico prestigioso dell'associazione americana per scienza d'avanzamento.

I ricercatori hanno condotto la selezione genetica funzionale ed hanno identificato i fattori ospite che interrompono dal punto di vista funzionale la proliferazione del coronavirus. Questi fattori hanno incluso una proteina mitocondriale Tom70 del chaperon che interagisce con sia SARS-CoV-1 che SARS-CoV-2 Orf9b. Questa interazione è stata caratterizzata strutturalmente con l'aiuto di microscopia elettronica di cryo.

L'approccio di segnatura di interazione differenziale ha identificato le interazioni virus-specifiche e comuni.

I ricercatori hanno sviluppato e confrontato tre mappe differenti di interazione della proteina-proteina del coronavirus-host per identificare e studiare i meccanismi molecolari pan--coronavirus. Hanno usato l'approccio di segnatura di interazione differenziale (DIS) quantitativa per identificare le interazioni virus-specifiche e comuni fra i coronaviruses differenti. Egualmente hanno eseguito sistematicamente l'analisi sottocellulare della localizzazione con le proteine e gli anticorpi virali etichettati di cui miri alle proteine specifiche
SARS-CoV-2.

I ricercatori hanno identificato i meccanismi molecolari chiave ed i trattamenti terapeutici potenziali per la combinazione dei fattori geneticamente convalidati ospite con i dati genetici dai pazienti COVID-19 e dalle cartelle sanitarie. I loro risultati hanno indicato che la localizzazione della proteina potrebbe differire quando le proteine virali determinato espresse sono paragonate alla localizzazione di quella stessa proteina durante l'infezione. Ciò può essere dovuto molti fattori, compreso da mancanza-posizione guidata etichettare, i cambiamenti della localizzazione dovuto i partner di interazione, o i compartimenti cellulari specifici all'infezione.

“La replica in altri gruppi pazienti e più ulteriormente funziona sarà necessaria vedere se c'è il valore terapeutico in queste connessioni, ma per lo meno abbiamo dimostrato una strategia in cui le analisi di rete della proteina possono essere usate per fare le previsioni saggiabili da informazioni nell'ambiente e cliniche.„

Queste differenze sono avvertimenti cruciali degli studi host-virali di interazione svolti facendo uso delle proteine espresse etichettate. Tuttavia, questi lavoro e studi precedenti mostrano come queste osservazioni sono critiche per l'identificazione dei trattamenti mirati a host e si appropriano gli obiettivi della droga. Gli autori ritengono che i loro risultati siano abbastanza significativi meritare ulteriori studi molecolari e clinici.

Un approccio integrante per analizzare e capire infezione di coronavirus

In generale, i ricercatori hanno descritto un di collaborazione e l'approccio integrante per studiare ed interpretare l'infezione di coronavirus e da identificare ha mirato ai meccanismi che possono essere di alta importanza per altri virus della famiglia di coronavirus. Hanno usato le varie tecniche dal proteomics, dalla virologia, dalla biologia cellulare, dalla genetica, dalla biochimica, dalla biologia strutturale e dalle informazioni cliniche e genomiche per offrire una visualizzazione olistica delle interazioni di SARS-CoV-2 e di altri coronaviruses con le cellule ospiti infettate. I ricercatori raccomandano vivamente di usando così approccio integrante per studiare altri agenti infettante ed altre aree di malattia.

“Sebbene un'analisi attenta del parente si avvantaggi ed i rischi di antipsicotici tipici dovrebbero essere intrapresi prima della considerazione gli studi prospettivi o degli interventi, questi dati e l'analisi dimostrano come le informazioni molecolari possono essere tradotte in implicazioni nell'ambiente per il trattamento di COVID-19, un approccio che può infine applicarsi ad altre malattie in futuro.„

Journal reference:
Susha Cheriyedath

Written by

Susha Cheriyedath

Susha has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Chemistry and Master of Science (M.Sc) degree in Biochemistry from the University of Calicut, India. She always had a keen interest in medical and health science. As part of her masters degree, she specialized in Biochemistry, with an emphasis on Microbiology, Physiology, Biotechnology, and Nutrition. In her spare time, she loves to cook up a storm in the kitchen with her super-messy baking experiments.

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