據外媒報道，儘管疫苗可能會引導世界走向大流行后的正常狀態，但不斷變異的SARS-CoV-2需要開發有效的藥物。在《Nature Microbiology》上發表的一項新研究中，魏茨曼科學研究所的研究人員跟來自法國巴斯德研究所和美國國家衛生研究院(NIH)的合作者一起提供了一種新的治療方法來對抗這種病毒。
研究小組沒有針對導致病毒進入細胞的病毒蛋白質，而是研究了我們細胞細胞膜上的蛋白質從而使病毒進入細胞。研究人員通過利用他們開發的先進人工進化方法製造了一個分子“超級軟木塞”以堵住這個“入口”，進而阻止病毒附着在細胞上並進入細胞。
大多數針對SARS-CoV-2的潛在療法和現有疫苗針對的是病毒外殼上發現的所謂“刺突蛋白”。然而，這種蛋白質容易發生突變從而削弱這些治療的效力。魏茨曼生物分子科學系的Gideon Schreiber教授指導了這項新研究，他說道：“由於病毒在不斷進化，我們轉而關注名為ACE2的非進化人類受體，它充當病毒的入口位點。”這種方法不容易受到新出現的病毒變異的影響，這是抗擊大流行的主要挑戰之一。
ACE2附着在肺上皮細胞和其他組織的細胞膜上，是一種對調節血壓很重要的酶。因此儘管簡單地阻斷該受體以阻止SARS-CoV-2進入可能非常誘人，但任何這樣的策略都不能干擾ACE2的功能。Schreiber的實驗室專門研究蛋白質之間的相互作用，他着手開發一種小蛋白質分子–這種蛋白質分子可以比SARS-CoV-2更好地結合ACE2但不會影響受體的酶活性。
Schreiber小組的博士后研究員Jiří Zahradník博士帶領的研究人員首先確定了SARS-CoV-2的結合域：在較大的刺突蛋白中相對較短的結構塊序列，它在物理上跟ACE2結合。Zahradník利用病毒自身的受體結合域作為對抗它的武器，對施賴伯實驗室開發的一種經過基因工程改造的麵包酵母進行了幾輪“試管進化”。由於酵母易於操縱，所以Zahradník能夠快速掃描在人工進化過程中積累的數百萬種不同的突變，人工進化過程以更快的速度模仿自然進化。最終，他們的目標是找到一種比原始病毒版本“粘性”大得多的小分子。
在掃描過程中，Schreiber的團隊提供了強有力的證據以支持以下假設：當突變提高了對ACE2的適應性時，SARS-CoV-2的傳染性更強。研究人員發現，在第一輪選擇之後，實驗室製造的跟ACE2結合能力更強的變異，其模擬了通過自然進化發生的傳染性最強的SARS-CoV-2毒株的結合域中的突變如英國變異(Alpha)、南非變型(Beta)和巴西變型(Gamma)。令人驚訝的是，現在廣泛傳播的印度變種(Delta)依賴於一種不同的技巧來更具傳染性–通過部分避開免疫系統的檢測。
最終，Zahradník分離出了一個小的蛋白質片段，它的結合能力比最初的結合域強1000倍。這種“超級軟木塞”不僅像手套一樣適合ACE2，Schreiber實驗室的博士生Maya Shemesh和Shir Marciano也發現了它能保持ACE2的酶活性。此外，由於強結合，新工程分子需要非常低的濃度來達到預期的阻斷效果。
Schreiber和他的團隊跟Weizmann地球和行星科學系的Yinon Rudich教授合作開發了一種潛在的將這種分子作為藥物來管理的方法。他們跟Ira Marton博士和Chunlin Li博士一起創造了一種基於氣溶膠的噴霧，從而可以讓開發出來的分子通過吸入給患者使用。
截止到目前，研究人員已經在美國國立衛生研究院(NIH)對研製出來的配方在感染了SARS-CoV-2的倉鼠身上進行了測試。初步結果表明，這種治療方法可以顯著減輕疾病癥狀，這表明它可能是一種潛在的藥物。NIH計劃在不久的將來進行更多的臨床前研究。