Forskare från Northwestern University har upptäckt en ny sårbarhet i det nya coronavirusets ökända spikprotein – vilket belyser en relativt enkel, potentiell behandlingsväg.

Spikeproteinet innehåller virusets bindningsställe, som fäster vid värdceller och gör att viruset kan komma in i och infektera kroppen. Med hjälp av simuleringar på nanometernivå, forskarna upptäckte ett positivt laddat ställe (känd som det polybasiska klyvningsstället) beläget 10 nanometer från det faktiska bindningsstället på spikproteinet. Det positivt laddade stället tillåter stark bindning mellan virusproteinet och de negativt laddade humancellreceptorerna.

Utnyttja denna upptäckt, forskarna designade en negativt laddad molekyl för att binda till det positivt laddade klyvningsstället. Blockering av denna plats hämmar viruset från att binda till värdcellen.

"Vårt arbete indikerar att blockering av detta klyvningsställe kan fungera som en genomförbar profylaktisk behandling som minskar virusets förmåga att infektera människor, " sa Northwesterns Monica Olvera de la Cruz, som ledde arbetet. "Våra resultat förklarar experimentella studier som visar att mutationer av SARS-CoV-2 spikproteinet påverkade virusöverföringen."

Forskningen publicerades online förra veckan i tidskriften ACS Nano .

Olvera de la Cruz är advokat Taylor professor i materialvetenskap och teknik vid Northwesterns McCormick School of Engineering. Baofu Qiao, en forskarassistent i Olvera de la Cruzs forskargrupp, är tidningens första författare.

Består av aminosyror, SARS-CoV-2:s polybasiska klyvningsställen har förblivit svårfångade sedan covid-19-utbrottet började. Men tidigare forskning tyder på att dessa mystiska platser är avgörande för virulens och överföring. Olvera de la Cruz och Qiao upptäckte att polybasic klyvningsställe är beläget 10 nanometer från mänskliga cellreceptorer - ett fynd som gav oväntad insikt.

"Vi förväntade oss inte att se elektrostatiska interaktioner vid 10 nanometer, " sa Qiao. "I fysiologiska tillstånd, alla elektrostatiska interaktioner inträffar inte längre på avstånd längre än 1 nanometer."

"Funktionen hos det polybasiska klyvningsstället har förblivit svårfångad, " sa Olvera de la Cruz. "Men, det verkar spjälkas av ett enzym (furin) som finns rikligt i lungorna, vilket tyder på att klyvningsstället är avgörande för virusinträde i mänskliga celler."

Med denna nya information, Olvera de la Cruz och Qiao planerar nästa att arbeta med nordvästra kemister och farmakologer för att designa ett nytt läkemedel som kan binda till spikeproteinet.