Viroloji ve fizik, COVID-19’u yenmek için güçlerini birleştiriyor

Futuris, araştırmacıların COVID-19’u daha iyi anlamaya yardımcı olmak için fizik ve diğer bilimsel disiplinlerdeki araçları nasıl kullandıklarını araştırıyor.

Hamburg’daki bilim insanları, SARS-CoV-2 de dahil olmak üzere koronavirüslerin tutunmasını sağlayan bulunması zor protein yapıları üzerinde çalışıyor. İnsan hücrelerinde nasıl bu kadar hızlı çoğalabildiklerini bulmaya çalışıyorlar.

Protein üretmek

Bu proteinler hakkında ne kadar çok şey bilirlerse tedavi ve aşı geliştirme şansları da o kadar artacaktır. İlk adım, farklı hücre tiplerinde protein üretmeyi amaçlamaktadır. Araştırmacılar sorunun çok büyük olduğunu söylüyor.

Heinrich Pette Enstitüsü’nden virolog Boris Krichel, “Proteinlerin farklı hücre tiplerinde üretilmesi gerekiyor ve bazı proteinler bu sürece direnebilir” diye açıklıyor ve ekliyor: “Bu her zaman biraz zordur. Bu proteinler daha sonra çok büyür veya değişikliğe uğrar. Bu nedenle, üzerinde çalışılabilecek şekilde elde etmek için belirli hücre türlerini almanız gerekir.

Bilim insanları, engellere rağmen yaptıkları işin çok önemli olduğunu söylüyor.

Krichel, “Bu proteinlerin görevi viral genomu kopyalamaktır. Eğer tek tek parçaların nasıl çalıştığını ve nasıl bir araya geldiklerini bilirsek, bu bilgiyi spesifik olarak bu tek tek proteinleri durduracak ilaçlar geliştirmek için kullanabiliriz” diyor.

Kütle spektrometresi ile mutasyonların haritalanması

Üretildikten sonra proteinler kütle spektrometresi kullanılarak analiz edilir. Ortaya çıkan spektrumlar, belirli bir proteinin kimyasal kimliğini veya yapısını ortaya çıkarır.

Heinrich Pette Enstitüsü’nden Moleküler Biyolog Kira Schamoni, “Önce proteini ölçmek için kütle spektrometresini, ardından proteine ​​bağlanması muhtemel bir maddeyi ölçebiliyorum. Yani öncelikle proteini tek başına, sonra maddeyle birlikte proteini ölçüyorum. Kütle spektrometresini kullanarak bu ikisinin birleşip birleşmediğini görebiliyorum ve aynı zamanda bu bağın ne kadar güçlü olduğunu da analiz edebiliyorum. Bu da ilaç tasarımı veya ilaç geliştirme açısından önemli” diyor.

Bu tür proteinler rutin olarak kristalografi veya elektron mikroskobu gibi araçlarla incelenir. Ancak araştırmacılar kütle spektrometrisinde büyük avantajlar görüyorlar.

Heinrich Pette Enstitüsü’nde yapısal virolog ve grup lideri olan Charlotte Uetrecht, “Kütle spektrometrisi ile bir proteinin aynı anda var olduğu farklı durumları haritalandırabiliriz” diye açıklıyor. Şöyle ekliyor: “Değiştirilip değiştirilmediğini ve bu değişiklik nedeniyle başka durumlara girip giremeyeceğini görebiliyoruz. Ve bu proje çerçevesinde, şimdi yalnızca elektron mikroskobu veya diğer yapısal teknikleri tamamlamakla kalmayıp aynı zamanda çözünürlük açısından benzer düzeyde ayrıntı elde edebilen kütle spektrometresi geliştirmeye çalışıyoruz.”

Schamoni, “Bir proteinin doğal durumunu ölçmek için bir kütle spektrometresi kullanabilirim. Bu, proteinin dinamiklerini gerçekten ölçebildiğim anlamına gelir. Bunu diğer yapısal biyoloji yöntemleriyle mutlaka yapamam” diye açıklıyor.

Avrupa Araştırma Konseyi’nin bu projesinde yer alan bilim insanları, kütle spektrometresi ve koronavirüs protein yapıları üzerine çalışmalarına 2018 yılında başladılar. Araştırmalarının, SARS-CoV-2 virüsünün nasıl çoğaldığını anlamada son derece faydalı olduğu ortaya çıktı. Ayrıca sonuçta salgınla mücadele için daha fazla araç geliştirilmesine de yardımcı olacaktır.

Uetrecht, “Koronavirüsler, genetik materyallerinin boyutundan dolayı genel olarak bir zorluktur. Projeye SARS-koronavirüsler ve ilgili virüslerle başladık ve şimdi bunu SARS-CoV-2’ye kadar genişletmeye çalışıyoruz. İki virüs SARS-CoV ve SARS-CoV-2 çok benzer. Yani zorluklar aynı” diyor Uetrecht.

“Herkes için çalışıyoruz”

Proje şu anda AB tarafından desteklenen pek çok projeden sadece biri. Salgınla mücadeleye yönelik diğer girişimler arasında yeni aşılar, tedaviler ve testler geliştirmeye yönelik araştırmalar yer alıyor. Avrupa Komisyonu’nun araştırma ve inovasyon şefi Mariya Gabriel, bunun sonuç elde etmek için bilgiyi geliştirmeye yönelik büyük ölçekli bir çabanın parçası olduğunu söylüyor.

Gabriel, Euronews’e şunları söyledi: “Avrupa, dünya nüfusunun yüzde 7’sini oluşturuyor ancak dünyadaki araştırma ve inovasyona yapılan yatırımın yüzde 20’sini ve en üst düzey bilimsel makalelerin yüzde 21’ini oluşturuyor. Avrupa Araştırma Konseyi’ni desteklemeye devam etmeliyiz ki, merakla yönlendirilen, yani daha sonra ne olacağını tahmin etmek için ileri teknolojiye sahip araştırma üretme yeteneğini sürdürebilsin.”

Bu tür araştırmalar yakında “Horizon Europe” şemsiyesi altına girecek. 100 milyar Euro’luk iddialı program, küresel zorlukları ele alırken aynı zamanda bilimi, yenilikçiliği ve Avrupa’nın rekabet gücünü de teşvik etmeyi amaçlıyor.

Araştırma ve İnovasyondan Sorumlu Komisyon Üyesi şunu ekledi: “İki temel zorluğumuz var. Birincisi, ekonomilerimizin ve toplumlarımızın bir sonraki krize daha iyi hazırlanmasını sağlayacak çözümler sunmak istiyorsak, kriz bunların ne ölçüde kritik olduğunu gösterdiğinden, araştırma ve inovasyona büyük miktarda yatırım yapmaya devam etmektir. İkinci zorluk ise işbirliği ve koordinasyondur, çünkü hepimiz çok iyi biliyoruz: virüs sınırlara saygı duymaz. Buna odaklanmaya devam etmek önemli, uluslararası iş birliğine sahip olmak; küresel koordinasyon, yani Avrupa Birliği sayesinde diyebiliriz. Liderlik olarak herkes için çalışıyoruz.”

Hamburg’daki araştırmacılar, tekniklerinin yalnızca virüsler veya koronavirüslerle sınırlı olmadığını, aynı zamanda karmaşık biyolojik proteinler üzerinde de kullanılabileceğini söylüyor.

Uetrecht, “Bir makineyi, örneğin bir arabayı düşünürsek, ona yalnızca dışarıdan bakarsak veya yalnızca duyarsak, nasıl çalıştığını bilemeyiz. Bunu yapmak için, motora ayrıntılı olarak bakmanız, onu çalışırken izlemeniz, hatta belki de parçalarına ayırmanız ve tek tek bileşenlerin nasıl çalıştığına bakmanız gerekir. Yapısal biyolojinin yapmaya çalıştığı da tam olarak budur: tek tek proteinlere bakmak, karmaşıklıklarını gözlemlemek ve tüm makineyi çalışırken görmek.”

Araştırmacılar şu ana kadar ulaşılan başarılardan memnun olduklarını söylüyor ancak mevcut teknolojik sınırların ötesine geçmek istiyorlarsa daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulacağı konusunda ısrar ediyorlar. Projelerinin 2022 yılı sonuna kadar devam etmesi planlanıyor.

Kaynak: euronews