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Lo sfruttamento del proteomics ha potuto migliorare gli approcci terapeutici a COVID-19

Un gruppo di ricerca in India recentemente ha descritto come il campo del proteomics potrebbe essere chiave nel contribuire ad affrontare la pandemia corrente di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19).

Studio: La progressione del SAR Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Credito di immagine: NAID/Flickr.
Studio: La progressione del SAR Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Credito di immagine: NAID/Flickr.

Da quando lo scoppio COVID-19 è stato dichiarato una pandemia dall'organizzazione mondiale della sanità (WHO) l'11 marzo 2020th, gli scienziati stanno combattendo per sviluppare le terapie per la prevenzione ed il trattamento dell'agente causativo - il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo.

Lo sviluppo delle strategie terapeutiche e preventive richiede una comprensione accurata del ruolo che le proteine svolgono nel trattamento di infezione SARS-CoV-2 e nella progressione di COVID-19.

Il vasto campo del proteomics è ben attrezzato con le tecnologie state necessarie per contribuire ad affrontare questa sfida, dice il Rana di Rashmi ed i colleghi dal dipartimento della ricerca a sir Ganga Ram Hospital a Nuova Delhi.

In una generalità recente pubblicata nel giornale delle proteine e di Proteomics, il Rana ed il gruppo evidenziano alcuni degli sviluppi nelle tecnologie del proteome che non solo hanno accelerato il progresso nell'indirizzo delle pandemie precedenti di coronavirus, ma potrebbero anche provare inestimabile nell'affrontare la crisi corrente COVID-19.

Sfide posate dalla diffusione senza precedenti di SARS-CoV-2

Il coronavirus novello SARS-CoV-2 è l'aggiunta più recente ad un gruppo altri di sei coronaviruses che possono anche infettare la gente, compreso SARS-CoV-1, l'agente responsabile dello scoppio di SAR nel 2002-2003.

Tuttavia, la trasmissione apparentemente inarrestabile di SARS-CoV-2 piombo ai gradi ed alla mortalità di infezione globali senza precedenti che hanno provato specialmente sfidare da riflettere ed indirizzare, dati particolarmente la grande proporzione di portatori asintomatici.

Sebbene la maggior parte dei pazienti non non video delicato o sintomi, intorno 20% sviluppano una malattia severa che può piombo ai sintomi quali polmonite e arresto respiratorio.

“I pazienti che esibiscono queste manifestazioni cliniche già hanno diventato una fase clinicamente severa e richiedono l'accesso immediato a terapia intensiva specializzata; altrimenti, possono morire rapido,„ scrivono i ricercatori. Di conseguenza, è cruciale che i nuovi approcci sono sviluppati che possono predire e trattano le casse che potrebbero diventare la malattia clinicamente severa, essi aggiungono.  

Tali strategie pricipalmente sono messe a fuoco sulle proteine in questione nell'infezione SARS-CoV-2, piuttosto che gli acidi nucleici. Tuttavia, mentre molte delle tecnologie disponibili fin qui sono efficaci a contare i geni differenziale espressi, non riescono spesso ad identificare le proteine multiple in questione come pure il ruolo che funzionale queste proteine svolgono nella progressione di malattia e di infezione.

Come può il proteomics aiutare?

Una grande selezione delle tecniche di separazione e dell'identificazione può isolare le proteine dalle miscele complesse, facilitanti l'analisi delle interazioni della proteina-proteina, i reticoli temporali di espressione e la distribuzione cellulare o sottocellulare, per esempio.

I metodi di separazione più comuni sono uno e l'elettroforesi e cromatografia liquida a alta pressione bidimensionali del gel, mentre la spettrometria di massa (MS) forma la spina dorsale di rilevazione e dell'identificazione della proteina.  

L'identificazione della proteina facendo uso delle tecniche del ms ha sormontato le limitazioni di altre tecnologie proteomic (2D gel-elettroforesi compresa) che richiedono un gran numero di proteina depurativa per l'analisi.

Il contributo alle delle tecniche basate a sig.ra finora

a rilevazione virale basata a sig.ra del peptide precedentemente è stata usata per profilare le proteine virali che pregiudicano le vie respiratorie.

Uno studio che impiega il ionizzazione-tempo matrice-assistito di dissorbimento del laser di spettrometria di massa di volo (ms di MALDI-TOF) per analizzare i sieri convalescenti dai pazienti di SAR ha identificato una proteina novella del nucleocapsid che più successivamente è stata stabilita come l'immunogeno principale SARS-CoV-1.

Corrente, la reazione a catena della trascrizione-polimerasi inversa (RT-PCR) è il metodo primario impiegato per individuare i geni virali nei pazienti di COVID-19-positive. Tuttavia, l'alta mutabilità di SARS-CoV-2 può significare che RT-PCR non è abbastanza sensibile individuare questi geni. Ancora, la tecnica è basso capacità di lavorazione a causa dei sui molti tempi di reazione.

a rilevazione basata a sig.ra, d'altra parte, può fornire la rilevazione semplice e tempestiva di SARS-CoV-2, anche fra i pazienti recuperati.

Una tecnica, chiamata spettrometria di massa multipla di video della reazione (MRM-MS) ha individuato i peptidi nella proteina strutturale della punta SARS-CoV-2 con una sensibilità di 90% e una specificità di 100% fra i pazienti recuperati che hanno verificato la quantità negativa a virus da RT-PCR.

I microarrays della proteina hanno potuto anche contribuire a migliorare i sistemi diagnostici

I microarrays della proteina rappresentano un'altra piattaforma apprezzata per la rilevazione dei peptidi virali in un complesso della proteina.

In uno studio recente, un'opto-microfluidic piattaforma di percezione ha individuato rapido gli anticorpi contro la proteina della punta SARS-CoV-2 in plasma umano diluito con l'alta sensibilità, uno sviluppo che potrebbe migliorare significativamente la diagnosi.  

Il Rana ed i colleghi dicono che gli studi comparativi dei pazienti nelle fasi differenti dell'infezione SARS-CoV-2 sono necessari urgentemente per contribuire a determinare come i pazienti non severi o asintomatici progrediscono verso i sintomi severi o pericolosi.

Una tecnologia di schiera della unico molecola usata studio recente per gli studi quantitativi del proteome sulla proteina della punta SARS-CoV-2, sull'sottounità della punta S1 e la proteina del nucleocapsid nel plasma sanguigno dei pazienti COVID-19.

Lo studio, che era il primo per individuare questi antigeni SARS-CoV-2 nel sangue, ha rivelato che gli antigeni sono associati con la progressione di malattia.

Che cosa ha potuto il proteomics significare per il futuro?

Il vasto campo del proteomics può generare le informazioni che quello piombo all'interpretazione migliore dei trattamenti in questione nella progressione di infezione SARS-CoV-2 e di malattia.

“Per molte decadi, proteomics ha provato la sua versatilità e l'efficacia per lo sviluppo degli obiettivi potenziali della droga del romanzo per le malattie costantemente comparenti che posano le sfide per l'umanità,„ scrive il Rana ed i colleghi.

Nel contesto di COVID-19, il proteomics può contribuire a rivelare i biomarcatori novelli e definire le procedure di punto-de-cura che potrebbero significare che la sanità redditizia può essere consegnata più vicino alla regolazione domestica del paziente, dicono.

“In questi paesi in via di sviluppo, esiste una sfida di cura più efficace per SARS-CoV-2 e la prova di punto-de-cura può svolgere un ruolo molto maggior qui in futuro,„ conclude il gruppo.

Journal reference:
Sally Robertson

Written by

Sally Robertson

Sally first developed an interest in medical communications when she took on the role of Journal Development Editor for BioMed Central (BMC), after having graduated with a degree in biomedical science from Greenwich University.

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