Unikátní struktury v genetické informaci viru klíšťové encefalitidy

22. 04. 2022

Unikátní struktury, označované jako guaninové kvadruplexy (G4), objevil tým českých vědců v genetické informaci viru klíšťové encefalitidy. Odborníci zjistili, že tyto struktury hrají důležitou roli při množení viru a lze na ně cílit při hledání nových antivirotik. Při testování potenciálních chemických látek, které rozpoznávají tyto G4 struktury, našli slibné molekuly s vysokým antivirovým účinkem. Tyto látky tak mohou v budoucnu rozšířit repertoár možných léčiv na tuto infekci.

Virus klíšťové encefalitidy způsobuje závažné onemocnění nervové soustavy člověka. V posledních letech navíc celosvětově vzrůstá počet případů i přesto, že je k dispozici účinné očkování. V případě nákazy však zatím nejsou dostupná žádná vhodná antivirotika, proto jsou pacienti odkázáni pouze na podpůrnou léčbu.

Na výzkumu guaninových kvadruplexů u viru klíšťové encefalitidy spolupracovali biofyzikové a virologové z Biofyzikálního ústavu AV ČR, Výzkumného ústavu veterinárního lékařství, Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR, Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity a České zemědělské univerzity v Praze.

„Struktura guaninových kvadruplexů byla známá už u některých jiných virů. U viru klíšťové encefalitidy ale ještě nikým popsaná nebyla. Proto jsme se rozhodli prozkoumat genom tohoto viru a zjistit, zda se tam guaninové kvadruplexy vyskytují a jakou mají strukturu. Zaměřili jsme se i na to, jak mohou ovlivňovat virovou infekci v hostitelských buňkách,“ říká hlavní autor studie Jiří Holoubek z Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR a Výzkumného ústavu veterinárního lékařství a zároveň doktorský student na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity, který svou disertační práci vypracovává pod vedením virologů Daniela Růžka a Luďka Eyera.

Nalezení guaninových kvadruplexů v genomu viru klíšťové encefalitidy probíhalo v úzké spolupráci s týmem biofyziků. „Pomocí bioinformatických metod jsme vytipovali, na kterých místech genomu se tyto struktury vytvářejí a charakterizovali jsme je. Na molekulární úrovni in vitro, tedy ve zkumavce, jsme také sledovali aktivitu molekul, které jsou schopné guaninové kvadruplexy rozpoznávat,“ říká Klára Bednářová z Biofyzikálního ústavu AV ČR, druhá hlavní autorka studie. Biologové pak jejich výsledky ověřovali při reálné infekci v buňkách napadených živým virem.

Cesta pro vývov protivirových léčiv

Ukázalo se, že guaninové kvadruplexy hrají klíčovou roli při množení viru v hostitelské buňce, že jejich struktura významně ovlivňuje životaschopnost a biologické vlastnosti viru a že je možné na ně cílit chemickými látkami, které zabrání virové infekci. Vědci identifikovali několik molekul, které vykazovaly antivirový účinek a v budoucnu by se tak mohly stát možnými kandidáty pro vývoj nové generace protivirových léčiv.

Studie vznikla v rámci řešení projektu financovaného Grantovou agenturou České republiky (20-20229S), jehož garanty jsou Daniel Renčiuk (Biofyzikální ústav AV ČR) a Luděk Eyer (Výzkumný ústav veterinárního lékařství). Výsledky studie byly publikovány v aktuálním čísle prestižního vědeckého časopisu Nucleic Acids Research.

Kontakt:

Mgr. Jiří Holoubek, hlavní autor studie, Parazitologický ústav BC AV ČR, VÚVEL, PřF MU
jiri.holoubek@vri.cz

Mgr. Daniel Renčiuk, Ph.D.,řešitel projektu, Biofyzikální ústav AV ČR
renciuk@ibp.cz

RNDr. Luděk Eyer, Ph.D., spoluřešitel projektu, Parazitologický ústav BC AV ČR, VÚVEL
eyer@vri.cz

TZ ke stažení zde