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Outsmart Ebola Togheter (Attivo)


Il virus Ebola rappresenta una grave minaccia per la salute e sta causando una crescente crisi umanitaria in Africa, con il potenziale rischio di espandersi ulteriormente a causa dei viaggi umani o dell'espansione del bacino naturale di animali che lo ospitano. È una malattia che uccide dal 25% al 90% delle vittime infette e si diffonde da uomo a uomo, e spesso l’infezione avviene quando i pazienti vengono curati (o sepolti).

Attualmente non ci sono trattamenti o vaccini comprovati per la malattia. Sebbene alcuni medici e ricercatori abbiano proposto l'uso di farmaci sviluppati per altri virus per tentare di combattere l'Ebola, questi farmaci sono stati progettati per funzionare contro le molecole che non esistono nell’Ebola e non è ancora chiaro se questi trattamenti saranno utili. Una migliore linea d'azione è sfruttare la ricchezza di informazioni scientifiche già esistenti per il virus Ebola per sviluppare nuovi farmaci specifici: le strutture molecolari delle molecole più importanti del virus sono state recentemente risolte e rappresentano opportunità ricche e inutilizzate per lo sviluppo di cure necessarie per combattere questa e future epidemie.

Ebola negli uomini e negli animali
Il virus Ebola è stato identificato per la prima volta nel 1976 ed è strettamente correlato ai virus Marburg, Sudan e Reston e ad altri membri della famiglia dei filovirus. Solo nel 2014, un ceppo di virus Ebola ha provocato il maggior focolaio in Africa occidentale, un ceppo diverso di virus Ebola ha causato un focolaio separato, più piccolo, nella Repubblica Democratica del Congo, e il virus Marburg ha ucciso persone in Uganda. Il virus del Sudan ha causato più epidemie nel corso degli anni in Africa centrale e il virus Reston è stato identificato in Cina e nelle Filippine in diversi allevamenti di suini allevati per il consumo umano. Si pensa che i pipistrelli della frutta fungano da riserva naturale del virus Ebola; anche altri animali vengono infettati. Nell’Africa occidentale, la ricaduta nella popolazione umana nel dicembre 2013 ha provocato l'attuale grande epidemia: a novembre 2014, il virus Ebola ha infettato oltre 14.000 persone e ucciso almeno 5.000.




Sintomi dell’Ebola
Il virus, che ha la forma di un lungo e flessibile filamento, si attacca e si muove nelle cellule di un organismo ospite. Quindi si replica in modo efficiente, estraendo numerose copie di sè stesso dalla cella. Il virus attacca diversi tipi di cellule, incluse importanti cellule del sistema immunitario, che circolano e trasportano il virus in tutto il corpo: il risultato sono una coagulazione inappropriata, la perdita di circolazione sanguigna, infiammazione, insufficienza d'organo e shock. Quando una persona viene infettata per la prima volta, c'è un periodo di incubazione che va da due a 21 giorni prima che la persona infetta manifesti i sintomi. I sintomi iniziali, che assomigliano da vicino a quelli causati dall'influenza o da malattie tropicali comuni, progrediscono fino a includere febbre alta, vomito, diarrea, disidratazione e altro ancora. L'infezione si verifica per contatto con i fluidi corporei di una persona infetta o con il corpo di un paziente che è morto a causa della malattia: a causa del periodo di incubazione variabile e della somiglianza dei sintomi iniziali con malattie molto più banali, è importante monitorare e isolare tutti i possibili contatti di una persona infetta per contenere un'epidemia.

Impatto dell’Ebola sulle comunità
L'Ebola è potenzialmente una minaccia molto seria, non solo a causa della gravità della malattia stessa, ma anche a causa della paura che instilla in una comunità. Se non viene gestito correttamente, una infezione può trasformarsi in un'epidemia e sopraffare i servizi sanitari in una determinata area. Anche il commercio viene interrotto e l'intero benessere e l'economia di una regione possono deteriorarsi: questo sta già accadendo in alcuni paesi dell'Africa occidentale, in particolare in Liberia e Sierra Leone. A causa del lungo periodo di incubazione (e del nostro mondo moderno altamente connesso) l'Ebola può facilmente diffondersi in altre regioni dopo un primo focolaio. Sono quindi necessarie precauzioni estreme e una ottima preparazione per trattare pazienti sospetti e trovare possibili contatti che potrebbero essere infetti.



La ricerca di una cura
La ricerca di un farmaco antivirale efficace per il trattamento della malattia è ora una priorità elevata, dato il tasso di mortalità, la portata dell'epidemia del 2014 e la possibilità che il virus possa diventare endemico in una o più aree. Alcuni composti si rivelano promettenti come trattamenti per l'Ebola e sono attualmente in fase di test attraverso studi accelerati, tuttavia gli scienziati stanno ancora cercando urgentemente una cura definitiva, e c'è ancora molto da fare.

La soluzione proposta
In questo progetto, i ricercatori del laboratorio Ollmann Saphire dello Scripps Research Institute di La Jolla, in California, stanno utilizzando World Community Grid per cercare farmaci per curare i pazienti infetti dal virus Ebola. Ollmann Saphire laboratory . Un trattamento antivirale per l'Ebola potrebbe potenzialmente essere utilizzato anche per il trattamento di malattie correlate nella famiglia dei filovirus, inclusi i virus Marburg, Sudan e Reston.
Il potere di calcolo donato dai volontari di World Community Grid viene utilizzato per analizzare milioni di composti per identificare quelli che promettono di “disabilitare” il virus Ebola: l'esecuzione di questo screening consente di risparmiare praticamente molti anni di lavoro di laboratorio.

Screening delle molecole candidate come farmaco
Il software utilizzato per queste simulazione è AutoDock (e AutoDock VINA), sviluppati dal Olson laboratory all’Istituto di ricerca The Scripps, che ha già collaborato con World Community Grid su altri due progetti: FightAIDS@Home e GO Fight Against Malaria.
La struttura atomica della molecola bersaglio del virus Ebola e le strutture di milioni di molecole farmaco candidato (ligandi) sono gli input per il programma: l'obiettivo e il ligando vengono valutati in tutti gli orientamenti l'uno rispetto all'altro e il software calcola l'affinità di legame tra le molecole. Questa procedura è analoga a quella che si farebbe nelle provette di laboratorio, ma è simulata virtualmente usando i computer e questo consente di risparmiare tempo e costi considerevoli, poiché i test di laboratorio richiedono l'acquisto o la sintesi delle molecole candidate, un processo dispendioso in termini di tempo e denaro.

Obiettivi della molecola del virus Ebola
Questo progetto è supportato dall'esclusiva esperienza nella biologia strutturale del virus Ebola nel laboratorio Ollmann Saphire: questo laboratorio, infatti, ha risolto le strutture delle proteine target critiche del virus. Queste strutture, o immagini molecolari, sono simili alla ricognizione: mostrano dove il virus è vulnerabile e quali siti specifici devono essere colpiti per bloccare le fasi chiave del ciclo di vita del virus. Il laboratorio ha anche gli strumenti e la capacità di valutare biologicamente ciascun composto in ogni fase del ciclo di vita del virus.
Il primo obiettivo sarà la proteina di superficie del virus Ebola che è l'unica responsabile dell'infezione di nuove cellule umane. Llavori recenti di questo laboratorio hanno dimostrato che l’Ebola e i suoi parenti, i virus Sudan, Marburg e Reston, usano un sito di forma simile per infettare le cellule umane. I composti sviluppati contro questo sito potrebbero essere trasformati in farmaci contro queste famiglie di virus.
Il secondo obiettivo sarà la scoperta delle proteine "trasformatrici" che mutano la forma del virus Ebola, ovvero che adottano forme diverse in tempi diversi per ottenere diverse funzioni. Con questo progetto, abbiamo l'opportunità di approfondire in modo fondamentale la biologia molecolare in generale, capendo in che modo le proteine dell'Ebola (e quelle delle cellule umane) possono sfruttare il codice genetico minimo per ottenere una massima funzione biologica.

Sviluppare un trattamento per l’Ebola
Una volta identificate le migliori molecole farmacologiche candidate attraverso lo screening virtuale su World Community Grid, queste possono essere testate in laboratorio. I farmaci più promettenti possono quindi essere ulteriormente modificati per funzionare ancora meglio, a concentrazioni più basse e con minori effetti collaterali. Le sperimentazioni sui farmaci con i candidati più promettenti potrebbero alla fine portare a un farmaco approvato.

Gli obiettivi del progetto Outsmart Ebola Together sono:
•   Osservare milioni di composti da database multipli di librerie di ligandi contro obbiettivi critici del virus Ebola.

•   Identificare i migliori candidati ed eseguire ulteriori test di laboratorio per selezionare potenziali farmaci promettenti per una cura efficace dell’Ebola.

•   Fornire i risultati ad altri scienziati in tutto il mondo che stanno lavorando per sconfiggere l’Ebola.




 



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