 |
| sumber, European Respiratory Journal |
Seperti semua virus, SARS-CoV-2 membobol sel dan membajak sumber daya dan mesinnya untuk membuat lebih banyak virus.
Secara evolusioner, virus yang berhasil adalah virus yang secara efektif dapat menghindari pertahanan sel. Tetapi ia harus menahan diri untuk tidak langsung membunuh sel karena virus adalah parasit obligat yang bagaimanapun juga membutuhkan sel hidup untuk tetap dapat bereproduksi.
Sel manusia, atau lebih luas lagi, sel mamalia memiliki mekanisme pertahanan bawaan untuk menangani infeksi virus.
Kehadiran materi genetik virus dalam sel memicu serangkaian peristiwa yang mengarah pada produksi dan sekresi sekelompok protein yang disebut interferon. Mereka kemudian akan mencoba untuk menghentikan infeksi dan memberi tahu sel-sel tetangga tentang ancaman tersebut.
Para peneliti telah menemukan bahwa pasien dengan gejala Covid-19 yang parah menunjukkan tingkat respons interferon yang rendah. Padahal respons interferon sangat penting untuk memerangi virus. Bagaimana virus menekan mekanisme pertahanan bawaan ini?
Sebuah tim yang dipimpin oleh para peneliti Caltech telah menunjukkan dengan tepat mekanisme di mana virus SARS-CoV-2 melumpuhkan sel manusia. Pada dasarnya, mereka menonaktifkan sistem alarm sel sehingga tidak dapat meminta bantuan atau memperingatkan sel-sel terdekat dari infeksi virus ini.
Memahami bagaimana virus menyebabkan disfungsi pada tingkat sel memberikan wawasan baru tentang cara melawannya.
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Mitchell Guttman yang merupakan profesor biologi dan peneliti Heritage Medical Research Institute. Hasil dari studi tersebut akan segera di publikasikan di jurnal ‘Cell’.
Intinya, virus SARS-CoV-2 menghasilkan sekitar 30 protein virus. Dalam penelitian baru ini, laboratorium Guttman memeriksa masing-masing dan memetakan bagaimana mereka berinteraksi dengan komponen molekuler dalam sel manusia yang tumbuh pada media di laboratorium.
Dalam studi tersebut, mereka menemukan bahwa protein SARS-CoV-2 menyerang tiga proses seluler penting yang ditujkan untuk mengganggu produksi protein.
"Virus ini luar biasa," kata Emily Bruce selaku ilmuwan di Universitas Vermont dan salah satu penulis pertama dari paper tersebut. “SARS-CoV-2 telah mengembangkan cara-cara yang rumit dan spesifik untuk melumpuhkan sel tanpa membunuhnya secara langsung, sehingga virus masih dapat menggunakan sel untuk tujuannya sendiri," tambahnya.
Cara kerja para virus ini dijelaskan seperti ini. Inti sel menampung materi genetiknya, yang ditulis sebagai DNA. Nah penulisan tersebut dinamakan genom yang dapat dianggap sebagai instruksi manual yang komprehensif bagi sel, dengan "bab" yang mungkin berjudul "Bagaimana Mengirim Sinyal" atau "Apa yang Harus Dilakukan dalam Kasus Infeksi Virus," misalnya.
Bagian sel lainnya berisi mesin yang membuat protein seperti protein interferon yang menjalankan instruksi penanganan virus.
Proses untuk mengubah instruksi DNA menjadi protein yang berguna disebut "dogma sentral" biologi. Langkah pertama adalah transkripsi, dimana sepotong DNA di inti sel dibaca dan disalin ke dalam bentuk molekul yang disebut mRNA yang dapat meninggalkan inti dan melakukan perjalanan ke seluruh sel.
Sebelum diekspor keluar dari nukleus, mRNA sering dirakit ulang dan "dimatangkan" dalam proses yang disebut splicing.
Setelah mRNA dikeluarkan dari nukleus, sepotong mesin seluler yang disebut ribosom menempel pada mRNA yang matang, membacanya, dan membangun protein yang sesuai melalui proses yang disebut translasi.
Beberapa dari protein ini dirancang untuk bergerak ke luar sel asal dan tujuannya adalah mengirimkan pesan ke sel lain, misalnya, untuk memperingatkan tentang adanya infeksi virus.
Dalam situasi ini, bagian lain dari mesin seluler yang disebut partikel pengenal sinyal ikut terlibat; ia bekerja sebagai sejenis sistem transportasi yang membantu protein berpindah dari dalam ke luar sel atau disebut proses replikasi protein.
Grafik produksi protein seluler yang sehat (kolom kiri), dibandingkan dengan bagaimana SARS-CoV-2 mengganggu proses ini (kolom kanan). Virus mengganggu proses penyambungan, penerjemahan, dan replikasi protein untuk mencegah sel meminta bantuan selama infeksi berlangsung.
Laboratorium Guttman menemukan bahwa protein SARS-CoV-2 mengganggu seluruh proses ini pada berbagai tahap. Beberapa protein virus mencegah mRNA disambung sepenuhnya dan dipasang dengan benar. Yang lain menyumbat ribosom sehingga tidak bisa membentuk protein baru. Masih protein SARS-CoV-2 lainnya mengganggu partikel pengenalan sinyal dan memblokir transportasi protein.
Baca juga:
- Nanopartikel Matikan Gen Dalam Sumsum Tulang
- Mangapa Reaksi Obat Berbeda Untuk Setiap Orang?
- Sel Neutrofil Korbankan Diri Demi Perangi Virus dan Penyakit
Protein yang menyumbat ribosom disebut NSP1. Hebatnya, tim menemukan, NSP1 menghalangi mRNA manusia memasuki ribosom, tetapi memungkinkan mRNA virus lewat dengan mulus.
Viral mRNA mengandung tanda genetik di awal setiap mRNA yang bertindak seperti kode akses yang secara efektif membajak ribosom untuk membuat protein virus tetapi bukan protein manusia. Karena produksi virus bergantung pada tahap ini, pengetahuan tentang tahap tersebut bisa menjadi target potensial untuk pengembangan anti-virus.
"Setiap proses yang terdiri dari transkripsi, translasi, dan replikasi sangat penting untuk kelangsungan hidup sel manusia," kata Guttman. "SARS-CoV-2 telah berevolusi dengan cara yang sangat spesifik untuk menonaktifkan proses tersebut dan mengganggu fungsinya."
"Studi kami menggambarkan pentingnya penelitian sains dasar, dan menetapkan jalur untuk mengatasi virus RNA yang baru muncul di masa mendatang," kata Abhik Banerjee, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Guttman. “Kemampuan untuk menginterogasi target RNA manusia dari protein SARS-CoV-2 memungkinkan kami untuk mengidentifikasi mekanisme ini lebih lanjut.” ucapnya.