Proteine können halt die schweren Zytokin-Stürme gesehen in COVID-19-Patienten

Proteine können halt die schweren Zytokin-Stürme gesehen in COVID-19-Patienten

2020-04-16

Eines der entscheidenden Merkmale von Covid-19 ist die übermäßige Reaktion des Immunsystems, die auftreten können, in schweren Fällen. Dieser Ausbruch von immun-überreaktion, auch einen sogenannten Zytokin-Sturm, Schäden der Lunge und kann tödlich sein.

Ein team von MIT-Forschern entwickelt hat, spezialisierte Proteine, ähnlich in der Struktur der Antikörper, die Sie glauben, könnte genießen diese überschüssige Zytokine.

„Die Idee ist, dass Sie in den Körper injiziert, und binden die übermäßige Zytokine als erzeugt durch die Zytokin-Sturm, die Beseitigung der übermäßigen Zytokine und lindern die Symptome von der Infektion“, sagt Rui Qing, einer MIT-wissenschaftlicher Mitarbeiter, ist einer der leitenden Autoren der Studie.

Die Forscher berichten über Ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Quarterly Review of Biophysics (QRB) Entdeckung, und Sie hoffen nun, mit dem testen beginnen Ihre Proteine in menschlichen Zellen und in Tiermodellen der Zytokin-Freisetzung und coronavirus-Infektion.

Shuguang Zhang, ein principal research scientist am MIT Media Lab das Labor der Molekularen Architektur, ist auch ein senior-Autor des Papiers. Shilei Hao, visiting scientist am MIT, ist der führende Autor der Studie, David Jin, CEO und Präsident von Avalon GloboCare, ist auch ein Autor.

Ein molekularer Schwamm

Die Forscher arbeiten auf die Blockierung Zytokin-Stürme entstand aus einem Projekt, dass Zhang begann vor 10 Jahren zu entwickeln, modifizierte Versionen der in der Membran eingebettete Proteine. Diese Proteine sind in der Regel schwer zu studieren, weil, sobald Sie extrahiert werden, aus der Zellmembran, werden Sie nur behalten Ihre Struktur, wenn Sie suspendiert sind in speziellen Arten von Reinigungsmitteln.

Nach Abschluss der arbeiten an dem problem seit mehreren Jahren, Zhang und Qing-Dynastie entwickelte eine Methode für die Modifizierung der hydrophoben Regionen dieser Proteine, macht Sie wasserlöslich und viel einfacher zu studieren. Ihre Methode, genannt die MENGE code, fordert den Austausch von einigen hydrophoben Aminosäuren mit hydrophilen Aminosäuren haben ähnliche Strukturen. Leucin umgewandelt, Glutamin, Isoleucin und Valin umgewandelt werden Threonin und Phenylalanin umgewandelt wird zu Tyrosin.

Nach der Entwicklung von der MENGE code, Jin näherte sich Zhangs Labor mit der Idee, Wasser-löslich Versionen von Proteinen, bekannt als Zytokin-Rezeptoren. Diese Rezeptoren befinden sich auf der Oberfläche von Zellen des Immunsystems, wo Sie binden an Zytokine—signaling-Proteine stimulieren, Entzündung und anderen immun-Reaktionen.

Jin glaubte, dass Proteine, imitieren diese die Zytokin-Rezeptoren könnte helfen, bekämpfen die Zytokin-Stürme, die hergestellt werden können durch virale oder bakterielle Infektionen, einschließlich HIV und hepatitis. Sie kann auch auftreten, als Nebenwirkung der Krebs-Immuntherapie.

Im April 2019, Zhang s-team, um design-Proteinen, konnte sop bis diese überschüssige Zytokine wie ein Schwamm. Zu tun, Sie verwendet die MENGE code, um Wasser-löslich Versionen von Zytokin-Rezeptoren. Wenn Proteine in Wasser löslich sind, können diese Reisen effizient durch den menschlichen Blutkreislauf, während das original, Hydrophobierung der Proteine würde wahrscheinlich kleben die Zellen, auf die Sie trafen.

Die Forscher auch mit einem Antikörper-segment mit der Bezeichnung der Fc-region an Ihre Wasser-lösliche rezeptor-Proteine. Diese region trägt zu einer weiteren Stabilisierung der Proteine in die Blutbahn, und macht Sie weniger wahrscheinlich angegriffen werden durch das Immunsystem.

Der Forscher entwickelt Proteine, die mimik, die sechs verschiedene Zytokin-Rezeptoren, die Bindung an Zytokine wie interferon und interleukin, sowie eine Klasse der Zytokine, genannt chemokine. In Labor-tests, die Proteine, die‘ bindende Kraft, die Forscher fanden heraus, dass die modifizierten Proteine waren in der Lage zum binden an Zytokine mit ähnlicher Stärke wie natürlich vorkommendes Zytokin-Rezeptoren.

„Der Zytokin-Rezeptoren, die wir entwickelt aufsaugen wird die Mehrheit der übermäßige Zytokine, die freigesetzt werden, während die Zytokin-Sturm“, Jin sagt.

Getrieben von Neugier

Im März, wenn die Beweise begann zu vermuten, dass das SARS-CoV-2-virus wurde induzierende Zytokin-Stürme bei einigen Patienten, haben die Forscher erkannt, dass die rezeptor-Proteine, die Sie entworfen hatte, behilflich sein. Sie beschlossen, schnell die Ergebnisse zu veröffentlichen, die Sie erzeugt haben, so weit, und Sie planen nun weitere tests in menschlichen Zellen und in Tiermodellen der Covid-19-Infektion.

Die potentielle Nützlichkeit dieser Ansatz unterstreicht die Bedeutung von „curiosity-driven research“,“ sagt Zhang.

„Wie sich herausstellt, unsere Forschung initiiert, die im April 2019 ist direkt relevant für die Behandlung von Covid-19-infizierten Patienten“, sagt er. „Neugier getrieben, oder sogar proaktive Forschung führt oft zur vorsorge, das ist der Schlüssel zur Verhinderung künftiger Katastrophen.“

Die Forscher angemeldet haben Patente auf die Proteine, für die Sie entworfen, sowie auf Ihre Allgemeine Ansatz zur Erstellung von Wasser-Löslichen Zytokin-Rezeptoren. Sie hoffen, dass Sie die Lizenz der Technologie schnell und zur Zusammenarbeit mit Pharma-und biotech-Unternehmen, die helfen, sich zu bewegen es in Richtung klinischer Studien.