Изследователи по целия свят се състезават за разработване на потенциални ваксини и лекарства за борба с новия коронавирус, наречен SARS-Cov-2. Сега група изследователи са измислили молекулната структура на ключов протеин, който коронавирусът използва, за да нахлуе в човешките клетки, като потенциално отваря вратата към разработването на ваксина, според новите открития.
Предишни изследвания разкриха, че коронавирусите нахлуват в клетките чрез така наречените "шипкови" протеини, но тези протеини придобиват различни форми в различни коронавируси. Измислянето на формата на шиповия протеин в SARS-Cov-2 е ключът към измислянето как да се насочим към вируса, заяви Джейсън Маклалан, старши автор на проучването и доцент по молекулярна бионаука в Тексаския университет в Остин.
Всичко за COVID-19
-Вижте актуални актуализации на новия коронавирус
-Колко смъртоносно е COVID-19?
-Как новият коронавирус се сравнява с грипа?
-Защо децата „липсват“ от огнището на коронавирус?
Въпреки че коронавирусът използва много различни протеини, за да репликира и нахлува в клетките, шиповият протеин е основният повърхностен протеин, който използва за свързване с рецептор - друг протеин, който действа като вход в човешката клетка. След като шипковият протеин се свърже с човешкия клетъчен рецептор, вирусната мембрана се слива с човешката клетъчна мембрана, което позволява генома на вируса да навлезе в човешките клетки и да започне инфекция. Така че "ако можете да предотвратите привързване и сливане, ще предотвратите влизането", казва Маклалън пред Live Science. Но за да се насочите към този протеин, трябва да знаете как изглежда.
По-рано този месец изследователите публикуваха генома на SARS-Cov-2. Използвайки този геном, McLellan и неговият екип, в сътрудничество с Националните здравни институти (NIH), идентифицират специфичните гени, които кодират шиповия протеин. След това изпратиха тази генна информация до компания, която създаде гените, и ги изпратиха обратно. След това групата инжектира тези гени в клетки на бозайници в лабораторна чиния и тези клетки произвеждат шиповите протеини.
След това, използвайки много подробна техника на микроскопия, наречена криогенна електронна микроскопия, групата създаде 3D "карта" или "план" на шиповите протеини. Планът разкрива структурата на молекулата, като картографира местоположението на всеки от нейните атоми в пространството.
„Впечатляващо е, че тези изследователи успяха да получат структурата толкова бързо“, казва Обри Гордън, доцент по епидемиология в Мичиганския университет, който не е бил част от изследването. "Това е много важна стъпка напред и може да помогне при разработването на ваксина срещу SARS-COV-2."
Стивън Морз, професор в училището за обществено здраве на Университета на Колумбия, който също не е бил част от изследването, е съгласен. Шипковият протеин "би бил вероятният избор за бързо развитие на ваксинни антигени" и лечение, каза той пред Live Science в имейл. Познаването на структурата би било "много полезно при разработването на ваксини и антитела с добра активност", както и да произвежда по-големи количества от тези протеини, добави той.
Екипът изпраща тези атомни "координати" на десетки изследователски групи по света, които работят за разработване на ваксини и лекарства, насочени към SARS-CoV-2. Междувременно Маклалън и неговият екип се надяват да използват картата на шиповия протеин като основа за ваксина.
Когато чужди нашественици, като бактерии или вируси, нахлуят в тялото, имунните клетки се борят, произвеждайки протеини, наречени антитела. Тези антитела се свързват със специфични структури на чуждестранния нашественик, наречени антиген. Но производството на антитела може да отнеме време. Ваксините са мъртви или отслабени антигени, които обучават имунната система да създава тези антитела преди тялото да бъде изложено на вируса.
На теория самият шипов протеин "може да бъде или ваксина, или варианти на ваксина", каза Маклалан. Когато инжектирате тази ваксина на базата на шип-протеин, „хората биха направили антитела срещу шипа и тогава, ако някога са били изложени на живия вирус“, тялото ще бъде подготвено, добави той. Въз основа на предишни изследвания, направени върху други коронавируси, изследователите въведоха мутации или промени, за да създадат по-стабилна молекула.
Всъщност "молекулата изглежда наистина добре; тя наистина се държи добре; структурата на вид показва, че молекулата е стабилна в правилното потвърждение, на което се надявахме", каза Маклалан. "Така че сега ние и други ще използваме молекулата, която създадохме като основа за ваксина антиген." Техните колеги от NIH сега ще инжектират тези шипкови протеини в животни, за да видят колко добре протеините задействат производството на антитела.
Все пак Маклалън смята, че вероятно е ваксина на около 18 до 24 месеца. Това "все още е доста бързо в сравнение с нормалното разработване на ваксина, което може да отнеме 10 години", каза той.
Резултатите бяха публикувани днес (19 февруари) в списание Science.
