Raziskovalci po vsem svetu dirjajo, da bi razvili potencialna cepiva in zdravila za boj proti novemu koronavirusu, imenovanem SARS-Cov-2. Zdaj je skupina raziskovalcev ugotovila molekularno strukturo ključnega proteina, ki ga koronavirus uporablja za invazijo na človeške celice, kar bi po novih ugotovitvah lahko odprlo vrata za razvoj cepiva.
Prejšnje raziskave so pokazale, da koronavirusi napadajo celice s tako imenovanimi "spike" proteini, vendar ti proteini v različnih koronavirusih dobivajo različne oblike. Jason McLellan, višji avtor študije in izredni profesor za molekularne bioznanosti na Univerzi v Teksasu v Austinu, je ugotovil obliko beljakovine iz spike v SARS-Cov-2.
Vse o COVID-19
-Oglejte si posodobitve novega koronavirusa v živo
-Kako smrtonosna je COVID-19?
-Kako se novi koronavirus primerja z gripo?
-Zakaj otroci izpuščajo koronarni virus?
Čeprav koronavirus za razmnoževanje in invazijo na celice uporablja veliko različnih beljakovin, je beljakovinski trn glavni površinski protein, ki ga uporablja za vezavo na receptor - še en protein, ki deluje kot vrata v človeško celico. Po tem, ko se beljakovina konice veže na človeški celični receptor, se virusna membrana stopi z membrano človeške celice, kar omogoča, da genom virusa vstopi v človeške celice in začne okužbo. Torej, "če lahko preprečite pritrditev in zlivanje, boste preprečili vstop," je McLellan povedal Live Science. Če pa želite ciljati na ta protein, morate vedeti, kako izgleda.
V začetku tega meseca so raziskovalci objavili genom SARS-Cov-2. McLellan in njegova ekipa sta z uporabo tega genoma v sodelovanju z Nacionalnim inštitutom za zdravje (NIH) identificirala posebne gene, ki kodirajo beljakovino v konici. Nato so te gene informacije poslali podjetju, ki je gene ustvarilo, in jih poslali nazaj. Skupina je nato te gene vbrizgala v celice sesalcev v laboratorijski posodi in te celice so proizvajale beljakovine iz konic.
Nato je skupina z zelo natančno tehniko mikroskopije, imenovano kriogena elektronska mikroskopija, ustvarila 3D "zemljevid" ali "načrt" beljakovin iz konic. Načrt je razkril strukturo molekule in presodil lokacijo vsakega njenega atoma v vesolju.
"Impresivno je, da so ti raziskovalci strukturo uspeli dobiti tako hitro," je povedala Aubree Gordon, izredna profesorica epidemiologije na Univerzi v Michiganu, ki ni bila del študije. "To je zelo pomemben korak naprej in lahko pomaga pri razvoju cepiva proti SARS-COV-2."
Stephen Morse, profesor na šoli za javno zdravje Mailman School of University, ki prav tako ni bil del študije, se strinja. Proteinski trni "bi bil verjetno izbira za hiter razvoj cepivskih antigenov" in zdravljenja, je v e-poštnem sporočilu povedal Live Science. Poznavanje strukture bi bilo "zelo koristno pri razvoju cepiv in protiteles z dobro aktivnostjo", kot tudi pri proizvodnji večjih količin teh beljakovin, je dodal.
Skupina pošilja te atomske "koordinate" na desetine raziskovalnih skupin po vsem svetu, ki si prizadevajo za razvoj cepiv in zdravil za tarčo SARS-CoV-2. Medtem McLellan in njegova ekipa upajo, da bodo uporabili zemljevid beljakovin konice kot osnovo za cepivo.
Ko tuji vsiljivci, kot so bakterije ali virusi, vdrejo v telo, se imunske celice borijo s proizvodnjo beljakovin, imenovanih protitelesa. Ta protitelesa se vežejo na posebne strukture na tujem napadalcu, imenovane antigen. Toda izdelava protiteles lahko traja veliko časa. Cepiva so mrtvi ali oslabljeni antigeni, ki trenirajo imunski sistem, da ustvari ta protitelesa, preden je telo izpostavljeno virusu.
Teoretično naj bi bil sam protein beljakovine "bodisi cepivo bodisi različice cepiva", je dejal McLellan. Ko boste injicirali to cepivo na osnovi beljakovin, "bi ljudje naredili protitelesa proti trnu in potem, če bi bili kdaj izpostavljeni živemu virusu", bi bilo telo pripravljeno, je dodal. Na podlagi predhodnih raziskav, ki so jih opravili na drugih koronavirusih, so raziskovalci uvedli mutacije ali spremembe, da so ustvarili bolj stabilno molekulo.
Dejansko je "molekula videti res dobro; res se dobro obnaša; struktura strukture dokazuje, da je molekula stabilna v pravilni potrditvi, na katero smo upali," je dejal McLellan. "Tako bomo zdaj in drugi uporabili molekulo, ki smo jo ustvarili kot osnovo za cepiv antigen." Njihovi kolegi z NIH bodo zdaj vbrizgali te beljakovine v žival, da bi videli, kako dobro proteini sprožijo nastajanje protiteles.
Kljub temu McLellan meni, da bo cepivo verjetno oddaljeno približno 18 do 24 mesecev. To je "še vedno precej hitro v primerjavi z običajnim razvojem cepiva, ki lahko traja približno 10 let," je dejal.
Ugotovitve so bile objavljene danes (19. februarja) v reviji Science.
