Вчені виявили першу картину того, як новий коронавірус SARS-CoV-2 зв’язується з дихальними клітинами людини, щоб викрасти їх, щоб виробити більше вірусів.
Дослідники під керівництвом Цян Чжоу, наукового співробітника Університету Вестлейка в Ханчжоу, Китай, виявили, як новий вірус приєднується до рецептора на клітини дихання, який називається ангіотензин-перетворюючим ферментом 2, або АПФ2.
"У них є зображення повністю на рівні атомів, які взаємодіють на зв'язуючому інтерфейсі", - розповів Live Science Томас Галлахер, вірусолог з університету Лойоли, Чикаго, який не брав участь у нових дослідженнях, але вивчав коронавірусну структуру. Цей рівень інформації є незвичним на цій стадії нового спалаху вірусів, сказав він.
"Вірусна інфекція почала відбуватися лише пару місяців тому, і за цей короткий проміжок часу ці автори придумали інформацію, яка, на мою думку, традиційно займає набагато більше часу", - сказав Галлахер.
Це важливо, сказав він, оскільки розуміння того, як вірус потрапляє в клітини, може сприяти дослідженню лікарських засобів або навіть вакцини проти вірусу.
Все про коронавірус
-Коронавірус у США: карта, кількість справ та новини
-Живі оновлення коронавірусу
-Які симптоми?
-Наскільки смертельно небезпечний новий коронавірус?
-Як поширюється коронавірус?
-Чи можуть люди поширювати коронавірус після одужання?
Вірусний вхід
Для зараження людини-господаря віруси повинні мати можливість потрапляти в окремі клітини людини. Вони використовують механізми цих комірок для виготовлення копій, які потім розпливаються і поширюються на нові клітини.
19 лютого в журналі Science дослідницька група під керівництвом вчених Техаського університету в Остіні описала крихітний молекулярний ключ на SARS-CoV-2, який дає вірусу потрапляння в клітину. Цей ключ називається шиповим білком, або S-білком. Минулого тижня Чжоу та його команда описали решту головоломки: структуру білка рецептора АСЕ2 (який знаходиться на поверхнях дихальних клітин) та те, як взаємодіють він та білок шипа. Свої висновки дослідники опублікували в журналі Science 4 березня.
"Якщо ми думаємо про людський організм як про дім, а 2019-нCoV як про розбійника, то ACE2 був би дверною ручкою дверей будинку. Після того, як S-білок захопить його, вірус може потрапити в будинок", Лян Тао, дослідник університету Вестлейк, який не брав участі в новому дослідженні, йдеться у повідомленні.
Чжоу та його команда застосували інструмент під назвою кріоелектронна мікроскопія, яка використовує глибоко заморожені зразки та пучки електронів для зображення найдрібніших структур біологічних молекул. Дослідники виявили, що молекулярна зв'язок між шиповим білком SARS-CoV-2 та ACE2 виглядає досить схожою на схему зв'язування коронавірусу, що спричинила спалах ГРВІ у 2003 році. Однак є деякі відмінності в точній амінокислоті, яка використовується для зв'язують SARS-CoV-2 з цим рецептором ACE2 порівняно з вірусом, який викликає ГРВІ (важкий гострий респіраторний синдром), заявили дослідники.
"Хоча деякі можуть вважати відмінності витонченими, - сказав Галлахер, - вони можуть бути значимими щодо сили, з якою тримається кожен з цих вірусів".
Ця «клейкість» може вплинути на те, як легко вірус передає від однієї людини до іншої. Якщо якась дана вірусна частинка з більшою ймовірністю потрапляє в клітину, як тільки вона потрапляє в організм людини, передача захворювання є більш ймовірною.
Є й інші коронавіруси, які регулярно циркулюють, викликаючи інфекції верхніх дихальних шляхів, які більшість людей вважають застуду. Ці коронавіруси не взаємодіють з рецептором АСЕ2, сказав Галлахер, але, швидше, вони потрапляють в організм за допомогою інших рецепторів людських клітин.
Наслідки коронавірусної структури
Структура "ключа" SARS-CoV-2 і "блокування" організму теоретично могли б стати мішенню противірусних препаратів, які б перешкодили потраплянню нового коронавірусу в нові клітини. Більшість противірусних препаратів, які вже є на ринку, зосереджені на припиненні вірусної реплікації всередині клітини, тому препарат, спрямований на введення вірусу, стане новою територією, сказав Галлахер.
"Не існує ефективного клінічного препарату, який блокує взаємодію, про яку я знаю", яка вже використовується, сказав він.
Білок вірусного шипу також є перспективною ціллю для вакцин, тому що це частина вірусу, яка взаємодіє зі своїм оточенням і тому може бути легко розпізнана імунною системою, сказав Галлахер.
Незважаючи на це, розробка або препаратів, або вакцини буде складним завданням. Лікування та вакцини не лише повинні бути ефективними проти вірусу, але й повинні бути безпечними для людей, сказав Галлахер. Служби центрів контролю та профілактики захворювань США заявили, що найраніша коронавірусна вакцина може бути доступною за рік до півтора року.
