Met behulp van elektronenmicroscopie kunnen wetenschappers de zwakke plekken van het coronavirus detecteren. Konstantin Kolosov, Pixabay
Een manier om het nieuwe coronavirus (SARS-CoV-2) te bestrijden is door zijn zwakke plekken te achterhalen. 3D-modellen van het virus kunnen helpen voorspellen of bestaande antivirale medicijnen efficiënt zijn tegen zulke zwakke plekken. Chinese en Australische onderzoekers publiceerde de resultaten van zo’n poging op 10 april in het wetenschappelijke tijdschrift Science.
Op het moment van schrijven zijn wereldwijd ongeveer 160.000 mensen gestorven aan de SARS-CoV-2. Het virus lijkt een te sterke tegenstander en dat zal zo blijven totdat we een manier vinden om terug te vechten. Maar de ontwikkeling en goedkeuring van een vaccin kan nog minstens een jaar duren. Een snellere oplossing is het gebruik van antivirale middelen die al op de markt zijn. Deze zouden wellicht de symptomen van de ziekte van COVID-19 kunnen beperken en de sterftecijfers verminderen.
De bestaande medicijnen zijn ontwikkeld om andere virussen te bestrijden. Ze kunnen ook effectief zijn tegen corona, maar misschien in mindere mate. Daarom moeten onderzoekers de medicijnen testen. Nog beter is het om de potentie en effectiviteit van een medicijn te voorspellen. Chinese en Australische wetenschappers deden dit met een computermodel voor het antivirale middel Remdesivir. Dat model liet zien hoe goed het medicijn de structuur van SARS-CoV-2 zou kunnen binden.
Kennis van de structuur van het coronavirus kan helpen om een medicijn te vinden
Een virus heeft een eenvoudige architectuur en toch bestaat het uit verschillende delen met specifieke functies. Wetenschappers over de hele wereld bestuderen de structuur van SARS-CoV-2 om zijn achilleshiel te vinden. Ze willen gebieden identificeren die het doelwit kunnen zijn van antivirale medicijnen. Een mogelijke zwakke plek is de voortplantingsmachine van het virus: een eiwitcomplex dat essentieel is om het virus te kopiëren. Antivirale geneesmiddelen, zoals het middel tegen ebola, Remdesivir, werken in het algemeen door zich te binden aan de voortplantingsmachines en daardoor virale replicatie te voorkomen.
Zo’n medicijn beperkt het aantal ziekteverwekkers en maakt het voor het lichaam gemakkelijker om de indringer te bestrijden. Om effectief te zijn tegen SARS-COV-2, moet het medicijn om het voortplantingscomplex passen als twee in elkaar passende puzzelstukjes. Het onderzoeksteam maakte een gedetailleerd computermodel, gebaseerd op beelden van een sterke microscoop (de elektronenmicroscoop). Dit model gebruiken ze om te testen hoe goed virtuele moleculen van Remdesivir in het coronavirus passen. En die bleken goed in elkaar te passen.
“De snelle wereldwijde verspreiding van het COVID-19-virus benadrukt de noodzaak van de ontwikkeling van nieuwe coronavirusvaccins en -therapieën”
Ook in klinische onderzoeken lijkt Remdesivir veelbelovend. Het computermodel lijkt dus een goede voorspeller te zijn voor een coronavirusmedicijn. Maar er kan nog meer mee worden gedaan: het kerncomponent van de replicatiemachines van SARS-CoV-2 is een complex dat uit meerdere eiwitten bestaat. De onderzoekers ontdekten dat het complex lijkt op de replicatiemachines van SARS-CoV-1, het virus dat de pandemie van 2002-2004 veroorzaakte. Hoewel de structuur van SARS-CoV-2 hier en daar een beetje compacter is, en een klein uitsteeksel heeft, lijkt het complex ook op andere ziekteverwekkers, zoals het Poliovirus. Deze vergelijkingen laten zien dat er meer mogelijkheden zijn om het coronavirus aan te vallen.
“De structuur vormt een basis voor het ontwerp van nieuwe antivirale therapieën (…).”
Volgende stappen
Het voortplantingssysteem lijkt dus de achilleshiel van het coronavirus. Het model ervan is nu gepubliceerd en beschikbaar voor andere onderzoekers zodat zij het kunnen gebruiken bij de zoektocht naar andere potentiële kandidaat-geneesmiddelen. Want hoewel Remdesivir veelbelovend is, zijn er mogelijk nog betere kandidaten. Bovendien is het mogelijk om van meerdere stoffen een krachtige cocktail te maken, die elkaar versterken. De kennis van de zwakke plek van het coronavirus kan zelfs worden gebruikt om specifiek moleculen te ontwerpen en deze te gebruiken als goed passend, krachtig medicijn.
Wetenschappers over de hele wereld doen onderzoek in verschillende richtingen en dit computermodel zal ons arsenaal vullen met verschillende wapens die we kunnen gebruiken in de strijd tegen het coronavirus.
Lees meer over het coronavirus
Wetenschappers vergeten een belangrijk component bij de jacht naar het coronavaccin
Wetenschappers publiceerden al talloze 3D-modellen van delen van het nieuwe coronavirus. Die modellen zjin essentieel bij het maken van een coronavaccin. Maar ze missen iets belangrijks…
Referenties
- Gao, Y., Yan, L., Huang, Y., Liu, F., Zhao, Y., Cao, L., … & Ge, J. (2020). Structure of RNA-dependent RNA polymerase from 2019-nCoV, a major antiviral drug target. bioRxiv.
- https://www.spiegel.de/wissenschaft/medizin/corona-moeglicher-durchbruch-mit-medikament-remdesivir-a-52c07b75-4594-4b84-bfa9-877bfdf6dcbe Artikel van 17.4.2020 13:49 uur, Auteur Janne Kieselbach, inzicht 17.4.2020 20:18 uur.
- Wang, M., Cao, R., Zhang, L., Yang, X., Liu, J., Xu, M., … & Xiao, G. (2020). Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019-nCoV) in vitro. Cell research, 30(3), 269-271.
- https://www.statnews.com/2020/03/19/an-updated-guide-to-the-coronavirus-drugs-and-vaccines-in-development/ Artikel van 20.03.2020, Auteur Damian Garde, inzicht 18.04.2020 12:45 uur
Science Bites 