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Die Entdeckung von Enzymen ist vielversprechend für SARS, MERS-Impfstoff

Eine neue Studie, die von Forschern der Purdue Universität in West Lafayette, IN, durchgeführt wurde, beschreibt eine Möglichkeit, einen Teil des Virus, der an einem schweren akuten respiratorischen Syndrom beteiligt ist, zu deaktivieren und sich vor dem Immunsystem zu verstecken ein Impfstoff gegen die Krankheit.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Andrew Mesecar, Professor für Strukturelle Biologie der Krebserkrankung in Purdue, sagt, dass ihre Ergebnisse auch zur Entwicklung eines Impfstoffs gegen das MSS (Middle East Respiratory Syndrome) führen könnten - ein Virus im Zusammenhang mit dem schweren akuten respiratorischen Syndrom (SARS).

Während des SARS-Ausbruchs 2003 erkrankten insgesamt 8.098 Menschen weltweit an dieser Krankheit. Letzten Monat haben die Zentren für Krankheitskontrolle und -prävention (CDC) die erste MERS-Infektion in den USA bestätigt, was landesweit Besorgnis ausgelöst hat.

Bis jetzt gibt es keine Medikamente, die gegen MERS und SARS wirken, aber es ist sicherlich nicht aus Mangel an Versuchen. Medizinische Nachrichten heute berichteten vor kurzem über eine Studie, die von Forschern der Universität Göteborg in Schweden und der Universität Bern in der Schweiz durchgeführt wurde und die Entdeckung einer Verbindung aufdeckte, die die an MERS und SARS beteiligten Coronaviren hemmt.

In dieser neuesten Studie, kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht PLOS Krankheitserreger, Mesecar und seine Kollegen identifizierten die molekulare Struktur der Papain-artigen Protease (PLpro) - ein Enzym, das eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von SARS spielt.

Die Forscher entdeckten, dass das Enzym eine Wirtszelle in Ubiquitin und ISG15 - Proteine, die eine Rolle bei der Aktivierung einer Immunantwort spielen - entfernt und somit effektiv vor dem Immunsystem schützt.

"Bei den meisten Viren sendet eine infizierte Zelle einen Alarm aus, der eine Immunantwort auslöst, die die Infektion bekämpft, aber erfolgreiche Viren können das Immunsystem austricksen", erklärt Mesecar.

"Durch das Abschneiden dieser beiden Proteine ??schließt SARS die Signalwege der Wirtszelle kurz und verhindert, dass es das Immunsystem auf seine Anwesenheit aufmerksam macht. Indem es diese Proteine ??entfernt, dient das Enzym als biologisches Tarnsystem für das SARS-Virus, das sein Leben ermöglicht und replizieren unerkannt. "

Darüber hinaus sagt Mesecar, dass störende Signalwege auch dazu führen können, dass infizierte Zellen miteinander kommunizieren - aber das ist keine gute Sache.

"Einige Behandlungen verhindern, dass sich ein Virus repliziert und weitere Infektionen stoppen, aber das verhindert nicht unbedingt eine schädliche Reaktion auf das Virus. Manchmal ist es die Verwirrung in der zellulären Kommunikation, die einen Virus tödlich macht", erklärt Mesecar.

Der Impfstoff muss die Zellreplikation erhalten und gleichzeitig die Immunantwort fördern

Das Team entdeckte auch, dass das PLpro-Enzym das virale Polyprotein in SARS in einzelne Proteine ??teilt - ein Prozess, der für die Virusreplikation entscheidend ist. Dieser Prozess, sagt Mesecar, ist derjenige, den ein Impfstoff erhalten muss.


Diese neueste Entdeckung könnte zur Entwicklung eines Impfstoffs gegen SARS und MERS führen, sagen die Forscher.

Er erklärt, dass ein Impfstoff gegen den SARS-Virus den viralen Replikationsprozess beibehalten muss, während er gleichzeitig eine Immunantwort fördert. "Wir wollen, dass genug virale Partikel erzeugt werden, um das Immunsystem richtig vorzubereiten, um eine echte Infektion abzuwehren, aber ohne dass das Virus beim geimpften Individuum eine Krankheit verursachen kann", sagt er.

Als solche analysierten die Forscher das SARS PLpro-Enzym, um die Bereiche zu bestimmen, die für die Hemmung einer Immunantwort verantwortlich sind, die modifiziert werden könnte, ohne die virale Replikation zu stören.

Mithilfe der Röntgenkristallographie konnten die Forscher eine 3D-Struktur untersuchen, wie das PLpro-Enzym mit dem Ubiquitin-Protein interagiert und welche Aminosäuren die beiden kombinieren. Darüber hinaus untersuchte das Team mithilfe von Computermodellen und Simulationen, welche Aminosäuren PLpro und ISG15 miteinander verbinden.

Sobald die Aminosäuren identifiziert wurden, mutierten die Forscher sie, sodass das PLpro-Enzym nicht in der Lage war, mit Ubiquitin und ISG15 zu kommunizieren - daher wurde das SARS-Virus dem Immunsystem ausgesetzt. Anschließend testete das Team das PLpro-Enzym, um sicherzustellen, dass es den viralen Replikationsprozess noch auslösen konnte.

Mesecar sagt zu diesen Ergebnissen:

"Dies ist ein erster Schritt zur Schaffung eines geschwächten und sicheren Virus zur Verwendung in einem attenuierten Lebendimpfstoff. Dies könnte auch als molekularer Fahrplan für die Durchführung ähnlicher Studien an anderen Coronaviren, wie MERS, dienen, da dieses Enzym allen Viren gemein ist in dieser Familie. "

Das Team sagt, dass sie diese Ergebnisse bereits am MERS-Virus testen.

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