Magyar részvételű kutatás találta meg a koronavírus új útját a sejtek belsejébe
Új utat nyit a koronavírus elleni védekezésben az a receptor, amelyet a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban (SZBK) fejlesztett mesterséges intelligencia segítségével találtak meg. Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz tartozó tudományos műhelyben felfedezett receptor sajátossága ugyanis, hogy rajta keresztül is bejuthat az új koronavírus a gazdasejtbe – írta keddi közleményében az SZBK.
A gazdasejt felszínén található neuropilin-1 (NRP1) receptort az influenzával kapcsolatos kutatások során fedezte fel Horváth Péter, az SZBK Biokémiai Intézetének igazgatója és kutatócsoportja, valamint együttműködő kutatótársaik a Bristoli Egyetemről: Peter Cullen és Yohei Yamauchi.
A világon számos kutatólabor dolgozik azon, hogy a koronavírus-fertőzés folyamatát megismerve elősegítse a hatékony kezelés kifejlesztését. A kutatóknak eddig az angiotenzin-konvertáz enzim 2-t (ACE2) sikerült azonosítani, amelyen keresztül a vírus képes a sejtbe jutásra. Az SZBK mesterségesintelligencia-modellje alapján végzett kutatási eredmények azt mutatják, hogy az NRP1 a COVID-19 elleni terápia új, második célpontja lehet a már jól ismert ACE2 mellett.
A neuropilin-1 (NRP1) a gazdasejt felszínén megtalálható receptor, amelyhez a SARS-CoV-2 vírus kötődni képes az S (Spike) elnevezésű fehérjén keresztül. Ebből az S fehérjéből enzimatikus hasítással képződik az S1 fehérje, amely egyik végén, az úgynevezett C-terminális végen rendelkezik egy speciális mintázattal, a ‘C-end rule’-lal (CendR). Ennek a régiónak a segítségével képes a vírus az NRP1-hez kapcsolódni és bejutni a sejtbe. A fertőzött sejtek – szemben az egészséges sejtekkel – több sejtmaggal rendelkeznek.
A szegedi kutatók mélytanulásos módszere
Ennek a különbségnek a detektálásához és mennyiségi meghatározásához fejlesztett ki Horváth Péter és csapata egy a világon egyedülállónak számító módszert, amely mélytanuláson alapul, és amelynek segítségével nagyon pontos mikroszkópos analízist képesek végezni a kutatók.
Korábban az influenzakutatások kapcsán az NRP1 gén szűrésére is hasonló módszertant használt a szegedi kutatócsoport. Ennek az algoritmusnak a nucleAIzer nevet adták. Az intelligens algoritmusoknak, hasonlóan például az önvezető autók irányításához vagy a közösségi oldalak intelligens képelemző algoritmusaihoz, hatalmas tanuló adatbázisokra van szüksége, amely a kutatócsoportnak korábban nem állt a rendelkezésére. Ezért olyan hibrid módszert alakítottak ki, amelynek során egy mélytanuló metódus mesterséges példákat generál, és ezek alapján tanít egy másik intelligens módszert. A módszert nemrég publikálták a rendszerbiológia legrangosabb folyóiratában, a Cell Systemsben.
Az algoritmus pontosságát jelzi, hogy alkalmazásával a szegedi Biomag Kutatócsoport az egyik legnagyobb világversenyen a legmagasabb pontszámot érte el.
Mások is most fedezték fel az NRP1-et
A magyar részvételű kutatásról a New York Times is beszámolt június 12-én. Mint írták, egyszerre két európai kutatócsoport jutott hasonló eredményre – ahogy a koronavírusos kutatások általában, még egyik tanulmány sem esett át a peer review-n. A Horváth-féle tanulmányt június 5-én, a másikat – amelyet német, finn, ausztrál és svájci egyetemek kutatói jegyeznek – öt nappal később tették közzé a bioRxiv felületén.
Mindkét kutatás arra jutott, hogy a SARS-SoV-2 egy másik bejáraton is bejuthat a sejtekbe, és felvetik, hogy ezen az úton is fel kellene lépni a vírus ellen. Mint írják, az influenza kórokozója és a SARS-CoV-2 mellett a fehérjét más vírusok is bejáratnak használják, így például a mononukleózis kórokozója. Az egyik kutatócsoport azt az antitestet is megtalálta, amely az NRP1-hez kötődve megakadályozhatja a koronavírus behatolását.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: