COVID-19 Moleküler Sistemi

Açıklama

Dünya çapında milyonlarca yaşamı tehdit eden hastalık COVID-19 karşısında bir tedavi geliştirmek için girilen yarışta, bilim insanları bu hastalığa sebep olan SARS-CoV-2 corona virüsü her açıdan çalışıyorlar.

Bunun için en önemli şeylerden biri moleküler seviyede virüsün tam şeklini ve yapısını anlamak. Virüsün şeklini bilmek bilim insanlarının hedeflerini tanımasına ve onları vuracak ilaçlar tasarlamalarına izin verir.

Bu yaklaşım influenza karşıtı ilaçlar olan oseltamivir ve zanamiviri ve başkalarını üretmek için kullanılmıştır. Ayrıca, yeni COVID-19 için de büyük bir vaat gösteriyor.

COVID-19 Tedavisi İçin Ne Yapılıyor?

Şu anda, bilim insanları ve klinik uzmanları sıtma karşıtı ve otoimmün rahatsızlıklara karşı kullanılan klorokin ve antiviral olan, remdesvir gibi var olan ilaçların kullanımını araştırıyorlar. (Okumuş ya da duymuş olabileceklerinizin aksine, bunların hiçbiri COVID-19 için onaylanmış tedaviler değildir ve doktor önerisi olmadan kullanılmamalıdır.)

Çoğu ecza şirketi aynı zamanda  COVID-19’la enfekte olmuş ve sonrasında iyileşmiş insanlarda üretilmiş antikor temelli tedavilere bakıyorlar.

Ayrıca sağlıklı insanlara onları bağışık yapmak için yapılabilecek bir aşı için de bazı girişimlerde bulunuldu. Genetik maddenin ya da sentetik virüs kaynaklı proteinlerin bağışıklık sistemimize virüse karşı yeterli ve etkili bir korunma öğretmesi için kullanılması da dâhil olmak üzere bu sebep için farklı yaklaşımlar bulunmakta.

İnsan deneyleri bazı deneysel ilaçlar ve aşılar için hali hazırda devam etmekte ve işe yarayıp yaramadıkları zamanla anlaşılacak. Ama, kesin olan şu ki etkili ve uzun-dönem bir strateji aynı zamanda özellikle SARS-CoV-2 virüs için tasarlanmış yeni tedavileri düzenlemek için belirli bir araştırma yatırımı gerektirir.

Hedefinin nasıl gözüktüğünü bilmeden nasıl yeni tedaviler tasarlayabilirsin?

Neden Yapısal Biyoloji?

Bir kilide özgü bir anahtar tasarlamak istiyorsan, kilidin nasıl gözüktüğünü bilmek kesinlikle daha kolay olurdu. Aynı şekilde, tasarlanmış tedaviler üretmek için hedefin nasıl gözüktüğünü bilmek çok önemlidir.

SARS-CoV-2 virüsünde hedefler; virüsün genetik materyali ve proteinleri. Bu moleküller virüsün insanı işgal etmesini ve kendini kopyalamasını sağlıyor.

Yapısal biyoloji; DNA,RNA ve proteinler gibi nano boyutlu molekülleri, çıplak gözle görünenin arkasını görmemize imkan veren bir bilim dalı. X-ray kristalografi ve kriyo-elektron mikroskobu gibi yapısal biyoloji metotları sürekli olarak virüsün moleküler parçalarını görselleştirmek için kullanılmaktadır.

SARS-CoV-2’nin genetik sekansı ulaşılabilir olduktan iki hafta sonra, yapısal biyologlar bu teknikleri SARS-CoV-2 virüsünü oluşturan proteinleri görmek için kullandılar.

Bunların bazıları, virüsün konağa girişini ve ilaç gelişimi için çekici bir hedef olan proteaz gibi enzimlerin kullanmasını kolaylaştıran bir protein olan ‘diken’ proteinini içeriyor. SARS-CoV-2 virüsünün içinde gerçekleşen moleküler işler daha yeni ortaya çıkmaya başladı ve daha öğrenecek çok şey var.

Yapısal Biyoloji COVID-19 Araştırmasına Nasıl Yardım Ediyor?

Bilim insanları virüsün proteinlerinde belirli özellikleri bulmak için yapısal biyolojiyi kullanıyorlar. Bu özellik küçük kimyasal bir molekülün (potansiyel bir ilacın) yerleşebileceği bir boşluk ya da oyuk olabilir.

Keşfedilmesinin ardından araştırmacılar bu yerleşmeyi geliştirmek ve bir ilaç olarak işe yaramasını sağlamak için uğraşacaklar. Sonunda, bu kimyasal molekül oraya tam olarak yerleşebilir ve virüs proteinlerinin işlerini yapmasını engelleyebilir, tıpkı bir ingiliz anahtarı gibi.

Bu yeni ve özel hedefleri olan ilaçların tasarımı yaklaşımına ‘yapı dayanaklı ilaç tasarımı’ deniyor. Daha etkili, daha kesin ve zaman kurtarıcı. Geçmişte grip virüsünü hedefleyen oseltamivir (Tamiflu) ve zanamivir (Relenza) gibi antiviral ilaçlar tasarlamak için kullanıldı.

Bilim insanları şimdilerde bu yaklaşımı SARS-CoV-2 virüsüne karşı bir ilaç bulmak için kullanıyorlar. Aşı tasarımı ve tedavi gelişimleri için SARS-CoV-2 virüsünün ‘diken’ proteinlerinin nasıl gözüktüğünü bilmek önemli bir gelişme. Bilim insanları şimdiden bu proteinin stabilize edilmiş bir versiyonunu COVID-19 enfeksiyonundan iyileşmiş insanların antikorlarını görüntülemek için kullanmayı planlıyorlar.

Yapısal Biyoloji Verileri Nerede Paylaşılıyor?

Modern robotik; daha iyi enstrümanlar, daha hızlı veri toplama, daha iyi bilgisayarlar ve yazılımlar yapısal biyoloji verilerinin ulaşılabilir olmasının hızında yeni bir devir açtı. Bu, sadece beş yıl önce bile mümkün olmazdı.

Toplanan yapısal veri Protein Veri Bankası’nda (PDB) ve Elektron Mikroskobu Veri Bankası’nda (EMDB) toplanıp depolanıyor; çevrimiçi ulaşım depoları bu verileri tüm dünya için ücretsiz bir şekilde ulaşılabilir yapıyor. Bu herkese açık politika dünya çapındaki bilim insanlarının SARS-CoV-2 için sorulan bazı ilgi çekici soruların cevaplanmasına ve yeni tedaviler için en iyi yolların bulunmasına izin veriyor.

Yeni ilaçlar ya da aşılar için olsun, yapısal biyoloji insanlar için virüslerin moleküler işlerini anlamak konusunda bir ön cephe görevi görüyor.

Kaynak: https://phys.org/news/2020-03-molecular-machinery-coronavirus-scientists-treatment.html

Editör: Hazal Kalsın DEMİR