Ilmuwan Temukan Cara Covid-19 Merusak Paru-paru Manusia

TEMPO.CO, Jakarta - Para ilmuwan di Department of Energy’s (DOE) Brookhaven National Laboratory, Amerika Serikat, mengungkap bagaimana SARS-CoV-2, virus penyebab Covid-19, merusak paru-paru manusia. Mereka menemukan model tingkat atom terperinci pertama dari protein “amplop” SARS-CoV-2 yang terikat pada protein manusia yang menjaga lapisan paru-paru.

Penelitian itu menunjukkan bagaimana kedua protein berinteraksi, yang menjelaskan bagaimana virus dapat menyebabkan kerusakan paru-paru yang luas. Bahkan lepas dari paru-paru untuk menginfeksi organ lain pada pasien Covid-19 yang sangat rentan. 

Temuan ini dapat mempercepat pencarian obat untuk memblokir efek penyakit yang paling parah. Pemimpin studi yang juga seorang ahli biologi struktural di Brookhaven Lab, Qun Liu, menjelaskan, dengan mendapatkan detail tingkat atom dari interaksi protein, pihaknya bisa menjelaskan mengapa kerusakan itu terjadi. “Dan mencari inhibitor yang secara khusus dapat memblokir interaksi ini,” ujar dia, seperti dikutip Scitech Daily, Selasa, 8 Juni 2021.

Menurut Qun, jika dapat menemukan inhibitor, maka virus tidak akan menyebabkan banyak kerusakan. Hal itu mungkin memberi peluang bagi orang dengan kesehatan yang terganggu menjadi jauh lebih baik dengan sistem kekebalan mereka untuk melawan virus.

Para ilmuwan menemukan detail dan mengembangkan model molekuler menggunakan salah satu mikroskop cryo-elektron baru di Brookhaven Lab’s Laboratory for BioMolecular Structure (LBMS)—fasilitas penelitian baru yang dibangun dengan dana dari Negara Bagian New York yang berdekatan dengan Brookhaven’s National Synchrotron Light Source II (NSLS-II).

Menurut direktur LBMS dan rekan penulis di makalah tersebut, Sean McSweeney, LBMS dibuka lebih cepat dari jadwal karena pentingnya dalam pertempuran melawan Covid-19. LBMS dan NSLS-II menawarkan teknik pencitraan protein komplementer dan keduanya memainkan peran penting dalam menguraikan detail protein yang terlibat dalam Covid-19.

“Ini adalah makalah pertama yang diterbitkan berdasarkan hasil penelitian dari fasilitas baru itu,” kata McSweeney. Studi tersebut diterbitkan dalam jurnal Nature Communications baru-baru ini.

Liguo Wang, direktur operasi ilmiah LBMS yang juga rekan penulis lainnya di makalah tersebut, menjelaskan bahwa mikroskop cryo-electron (cryo-EM) sangat berguna untuk mempelajari protein membran dan kompleks protein dinamis. Yang mungkin sulit mengkristal untuk kristalografi protein, teknik umum lain untuk mempelajari struktur protein.

“Dengan teknik ini, kami telah membuat peta 3D yang memperlihatkan bagaimana masing-masing komponen protein saling cocok,” tutur Wong.

Liu menambahkan, tanpa cryo-EM, dirinya tidak bisa mendapatkan struktur untuk menangkap interaksi dinamis antara protein ini.

Protein amplop (E) SARS-CoV-2, yang ditemukan pada membran luar virus bersama protein spike virus corona yang sekarang terkenal, membantu merakit partikel virus baru di dalam sel yang terinfeksi. Studi yang diterbitkan di awal pandemi Covid-19 menunjukkan bahwa itu juga memainkan peran penting dalam membajak protein manusia untuk memfasilitasi pelepasan dan penularan virus.

Hipotesis para ilmuwan menyebutkan bahwa virus melakukan ini dengan mengikat protein sambungan sel manusia, menariknya menjauh dari pekerjaan biasa menjaga sambungan antara sel-sel paru-paru tertutup rapat. ”Interaksi itu bisa baik untuk virus, dan sangat buruk bagi manusia, terutama pasien Covid-19 lanjut usia dan mereka yang memiliki kondisi medis yang sudah ada sebelumnya," kata Liu. 

Ketika sambungan sel paru-paru terganggu, sel-sel kekebalan masuk untuk mencoba memperbaiki kerusakan, melepaskan protein kecil yang disebut sitokin. Respon imun ini dapat memperburuk keadaan dengan memicu peradangan masif, menyebabkan apa yang disebut “badai sitokin” dan selanjutnya sindrom gangguan pernapasan akut. 

Selain itu, karena kerusakan melemahkan koneksi sel-sel, virus mungkin lebih mudah keluar dari paru-paru dan berjalan melalui aliran darah untuk menginfeksi organ lain, termasuk hati, ginjal, dan pembuluh darah. 

Dalam skenario ini, Liu berujar, sebagian besar kerusakan akan terjadi pada pasien dengan lebih banyak virus dan lebih banyak protein E yang diproduksi. Dan ini bisa menjadi lingkaran setan: lebih banyak virus membuat lebih banyak protein E dan lebih banyak protein sambungan sel ditarik keluar, menyebabkan lebih banyak kerusakan, lebih banyak transmisi, dan lebih banyak virus lagi.

Selain itu, kerusakan apa pun yang ada, seperti jaringan parut sel paru-paru, kemungkinan akan mempersulit pasien Covid-19 untuk pulih dari kerusakan. Itulah alasan mengapa Liu ingin mempelajari interaksi ini, untuk memahami detail tingkat atom tentang bagaimana E berinteraksi dengan salah satu protein manusia ini. “Untuk mempelajari cara mengganggu interaksi dan mengurangi atau memblokir efek parah ini," tutur Liu. 

SCITECH DAILY | NATURE COMMUNICATION

Baca:
Bio Farma Siapkan Teknologi Terbaru Pembuatan Vaksin Covid-19