Дослідники у всьому світі гоняються розробити потенційні вакцини та препарати для боротьби з новим коронавірусом, який називається SARS-Cov-2. Тепер група дослідників з'ясувала молекулярну структуру ключового білка, який коронавірус використовує для вторгнення в людські клітини, потенційно відкривши двері до розробки вакцини, згідно з новими висновками.
Попередні дослідження показали, що коронавіруси нападають на клітини через так звані "шипкові" білки, але ці білки набувають різної форми в різних коронавірусах. З'ясування форми білка шипа у SARS-Cov-2 є ключем до того, щоб з’ясувати, як націлити вірус, сказав Джейсон Маклаллан, старший автор дослідження та доцент кафедри молекулярних біонаук в Техаському університеті в Остіні.
Все про COVID-19
-Дивіться актуальні оновлення нового коронавірусу
-Наскільки смертоносним є COVID-19?
-Як новий коронавірус порівнюється з грипом?
-Чому діти «відсутні» від спалаху коронавірусу?
Хоча коронавірус використовує багато різних білків для реплікації та вторгнення в клітини, протеїн шипа є основним поверхневим білком, який він використовує для зв'язування з рецептором - іншим білком, який діє, як двері в клітину людини. Після того, як білок шипа зв'язується з рецептором клітин людини, вірусна мембрана зливається з мембраною клітин людини, дозволяючи геному вірусу потрапляти в клітини людини і починати зараження. Тож "якщо ви зможете запобігти прив’язанню та злиття, ви запобіжите в'їзд", - сказав Мак-Леллан Live Science Але щоб орієнтуватися на цей білок, потрібно знати, як він виглядає.
На початку цього місяця дослідники опублікували геном SARS-Cov-2. Використовуючи цей геном, Маклеллан та його команда у співпраці з Національним інститутом здоров'я (NIH) визначили конкретні гени, кодуючі білок шипа. Потім вони надіслали цю інформацію про ген компанії, яка створила гени, і відправили їх назад. Потім група вводила ці гени в клітини ссавців в лабораторній посуді, і ці клітини продукували білки шипа.
Далі, використовуючи дуже детальну методику мікроскопії, яку називали кріогенною електронною мікроскопією, група створила 3D-карту "або" креслення "білків шипа. На кресленні розкрито структуру молекули, картографуючи розташування кожного з її атомів у просторі.
"Вражає те, що ці дослідники змогли отримати структуру так швидко", - сказала Обрі Гордон, доцент епідеміології з Мічиганського університету, який не брав участь у дослідженні. "Це дуже важливий крок вперед і може допомогти у розробці вакцини проти ГРВІ-COV-2".
Стівен Морз, професор Школи громадського здоров'я Університету Колумбії, який також не був учасником дослідження. Білок колосового "був би імовірним вибором для швидкого вироблення вакцинних антигенів" та способів лікування, він повідомив Live Science в електронному листі. Знання структури було б "дуже корисним для розробки вакцин та антитіл з хорошою активністю", як і вироблення більшої кількості цих білків, додав він.
Команда надсилає ці атомні «координати» десяткам дослідницьких груп у всьому світі, які працюють над розробкою вакцин та лікарських препаратів для націлювання на SARS-CoV-2. Тим часом Мак-Леллан та його команда сподіваються використати карту шипового білка як основи для вакцини.
Коли чужорідні загарбники, такі як бактерії чи віруси, вторгуються в організм, імунні клітини борються, виробляючи білки, звані антитілами. Ці антитіла зв'язуються зі специфічними структурами чужорідного загарбника, званими антигеном. Але вироблення антитіл може зайняти час. Вакцини - це мертві або ослаблені антигени, які тренують імунну систему створювати ці антитіла до того, як організм зазнає впливу вірусу.
Теоретично, сам протеїн від шипа "може бути або вакциною, або варіантом вакцини", - сказав Маклеллан. Коли ви вводите цю вакцину на основі білка від білка, "люди роблять антитіла проти шипа, і тоді, якби вони коли-небудь потрапляли на живий вірус", організм був би готовий, додав він. На основі попередніх досліджень, які вони проводили на інших коронавірусах, вчені ввели мутації або зміни, щоб створити більш стійку молекулу.
Дійсно, "молекула виглядає дуже добре; вона справді добре поводиться; структура структури демонструє стійкість молекули в правильному підтвердженні, на яке ми сподівалися", - сказав Мак-Леллан. "Тож зараз ми та інші використовуватимемо молекулу, яку ми створили як основу для антигену вакцини". Їх колеги з NIH тепер будуть вводити ці білки у шипи тваринам, щоб побачити, наскільки добре білки викликають вироблення антитіл.
Тим не менш, Маклеллан вважає, що вакцина, ймовірно, від 18 до 24 місяців. Це "все ще досить швидко порівняно з нормальною розробкою вакцини, яка може зайняти приблизно 10 років", - сказав він.
Ці результати були опубліковані сьогодні (19 лютого) у журналі Science.
