Коронавирус использует фолатный и глюкозный метаболизм клетки для построения своей РНК

Ученые из США проанализировали изменения метаболических путей в клетках, зараженных коронавирусом SARS-CoV-2. Работа опубликована в Nature Communications.

Эксперименты проводились в культурах клеток Vero 6, экспрессирующих рецептор коронавируса TMPRSS2. Клетки заражали SARS-CoV-2 и спустя 8 часов после заражения проводили РНК-секвенирование на платформе Illumina и метаболомное профилирование с помощью масс-спектрометра. Временную точку ученые выбрали, основываясь на литературных данных: известно, что через 8 часов после заражения уже идет активная продукция геномов и белков коронавируса, однако эти процессы еще не сказываются на росте и выживаемости клеток-хозяев.

Было показано, что у инфицированных клеток истощаются запасы глюкозы и фолата на фоне активации глюкозного и фолатного метаболических путей. Гликолиз дает АТФ и строительные блоки для синтеза серина и нуклеотидов. Фолатный метаболизм также служит источником одноуглеродных фрагментов для нуклеотидного синтеза. Если же в среде культивирования клеток перед заражением глюкоза заменялась на галактозу, производство РНК и белков коронавируса сильно нарушалось. В совокупности это говорит о том, что SARS-CoV-2 перенаправляет глюкозный и фолатный обмен клетки на сборку пуриновых оснований для собственной РНК.

Ученые предположили, что ингибирование фолатного метаболизма может снизить продукцию вирионов в инфицированных клетках. Они провели эксперимент с метотрексатом — широко используемым аналогом фолата, блокирующим фолатный путь и синтез нуклеотидов. Действительно, метотрексат уменьшал количество заразных вирионов, выделяемых клетками. Похожие результаты были получены в опытах с человеческими клетками A549, экспрессирующими рецептор коронавируса ACE2.

В настоящее время метотрексат используется для лечения аутоиммунных расстройств. Авторы исследования считают, что его можно рассматривать в качестве кандидатного препарата против COVID-19. При этом необходимо подобрать такую стратегию терапии, чтобы увеличить противовирусные свойства метотрексата с учетом его иммуносупрессивных свойств.