Terungkap, Ilmuwan Temukan Gerbang Masuknya Virus Corona ke Sel Manusia

KOMPAS.com - Sejak awal pandemi Covid-19, para ilmuwan terus meneliti rahasia mekanisme virus corona memasuki sel manusia. Akhirnya, terungkap sudah 'gerbang' masuk SARS-CoV-2 saat menginfeksi tubuh.

Rommie Amaro, ahli kimia biofisik komputasi dari University of California San Diego, mengembangkan visualisasi terperinci dari protein spike SARS-CoV-2, dilansir dari Phys, Sabtu (21/8/2021).

Seperti yang telah diketahui, protein spike virus corona adalah senjata virus saat memasuki dan menginfeksi sel tubuh, yang kemudian menyebabkan penyakit Covid-19.

Studi ini dilakukan Amaro dan tim ilmuwan dari berbagai perguruan tinggi, seperti University of Pittsburgh, University of Texas di Austin, Columbia University dan University of Wisconsin-Milwaukee, Amerika Serikat.

Sekarang, para ilmuwan ini telah menemukan bagaimana glycans, yakni molekul yang membentuk residu glukosa di sekitar tepi protein spike, yang mana molekul ini bertindak sebagai gerbang infeksi virus corona SARS-CoV-2 di dalam sel tubuh.

Baca juga: Virus Corona Masuk ke Sel Manusia Tak Cuma Lewat ACE2, Ada Jalur Lain

Penemuan 'gerbang' glikan tersebut, menurut para peneliti dalam studi yang dipublikasikan di jurnal Nature ini, telah memungkinkan masuknya virus corona SARS-CoV-2 memasuki sel inang dalam tubuh manusia.

"Kami pada dasarnya menemukan bagaimana protein spike sebenarnya terbuka dan menginfeksi," kata Amaro, yang juga profesor kimia dan biokimia, serta penulis senior studi tersebut.

Terra Sztain, Surl-Hee Ahn, Lorenzo Casalino (Amaro Lab, UC San Diego) via PHYS Simulasi berbasis superkomputer menggambarkan glycan, molekul residu glukosa pada protein spike yang menjadi gerbang masuknya virus corona SARS-CoV-2 saat menginfeksi sel inang dalam tubuh manusia, sehingga menyebabkan Covid-19.

Baca juga: 3 Sel Manusia yang Paling Rentan Terinfeksi Virus Corona Baru

"Kami telah membuka rahasia penting tentang cara protein spike menginfeksi sel. Tanpa gerbang ini, virus pada dasarnya tidak mampu menginfeksi," imbuhnya.

Amaro pun meyakini bahwa penemuan gerbang virus corona tersebut, telah membuka jalan bagi para peneliti untuk mengembangkan terapi baru untuk melawan infeksi virus corona SARS-CoV-2 yang menyebabkan Covid-19.

Apabila gerbang glikan ini dapat dikunci secara farmakologis dalam posisi tertutup, maka mekanisme virus dalam menginfeksi sel dapat dapat dicegah secara efektif.

Selain sebagai gerbang masuknya virus corona SARS-CoV-2 saat memasuki sel, molekul glukosa pada protein spike, yakni lapisan glycan, inilah yang membantu virus ini menipu sistem kekebalan tubuh manusia, karena mengandung residu glukosa.

Baca juga: Unik dan Aneh, Begini Cara Virus Corona Covid-19 Membajak Sel Manusia

SHUTTERSTOCK/Kateryna Kon Ilustrasi antibodi yang menyerang virus corona SARS-CoV-2 penyebab Covid-19.

Kendati demikian, sebenarnya, teknologi sebelumnya telah mencitrakan struktur molekul tersebut yang menggambarkan molekul glycans protein spike dalam posisi terbuka dan tertutup statis.

Awalnya, penemuan itu pun tidak banyak menarik minat para ilmuwan untuk mengamatinya secara mendalam.

Namun, simulasi superkomputer kemudian memungkinkan para peneliti untuk mengembangkan film dinamis yang mengungkapkan gerbang masuk infeksi virus SARS-CoV-2 yang aktif dari satu posisi ke posisi lain.

Pada akhirnya simulasi ini pun menunjukkan bagian kisah infeksi virus yang belum pernah terjadi sebelumnya.

"Kami sebenarnya bisa menyaksikan opening dan closingnya. Itu salah satu hal yang sangat keren yang diberikan simulasi ini—kemampuan untuk melihat film yang sangat detail," kata Amaro.

Lillian Chong, ilmuwan lain dari University of Pittsburgh mengatakan bahwa teknik standar akan membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk mensimulasikan proses pembukaan gerbang glycans virus SARS-CoV-2.

Baca juga: Ilmuwan Buktikan Kemampuan Sel T Menyerang Infeksi Virus Corona

"Tetapi dengan alat simulasi canggih 'ansambel tertimbang' lab saya, kami dapat menangkap proses hanya dalam 45 hari," imbuh Chong.

Simulasi komputasi intensif pertama kali dijalankan di Comet di San Diego Supercomputer Center di UC San Diego dan kemudian di Longhorn di Texas Advanced Computing Center di UT Austin.

Kekuatan komputasi semacam itu telah memberi para peneliti pandangan tingkat atom dari domain pengikatan reseptor protein spike, atau RBD, dari lebih dari 300 perspektif.

Penyelidikan mengungkapkan glycan "N343" sebagai kunci pas yang mencongkel RBD dari posisi "turun" ke "atas" untuk memungkinkan akses ke reseptor ACE2 sel inang. Para peneliti menggambarkan aktivasi glikan N343 mirip dengan mekanisme crowbar molekuler.

Jason McLellan, profesor biosains molekuler di UT Austin dan timnya menciptakan varian protein spike dan mengujinya untuk melihat bagaimana gerbang glikan memengaruhi kemampuan RBD untuk terbuka.

"Kami menunjukkan bahwa tanpa gerbang ini, RBD protein spike (virus corona SARS-CoV-2) tidak dapat mengambil konformasi yang dibutuhkan untuk menginfeksi sel," kata McLellan.

Baca juga: Gambar Virus Corona SARS-CoV-2 Menyelimuti Sel Paru-paru Manusia