Ученые раскрывают структурные особенности того, как варианты SARS-CoV-2 избегают иммунного ответа - Производство ЭКОтехнологии

Ученые раскрывают структурные особенности того, как варианты SARS-CoV-2 избегают иммунного ответа

Быстро распространяющиеся варианты коронавируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, несут мутации, которые позволяют вирусу избежать некоторых иммунных реакций, вызванных естественным путем или вакцинацией. Новое исследование, проведенное учеными Scripps Research вместе с сотрудниками из Германии и Нидерландов, раскрыло ключевые детали того, как работают эти ускользающие мутации.

Ученые, чье исследование опубликовано в журнале Science , использовали методы структурной биологии для картирования с высоким разрешением того, как важные классы нейтрализующих антител связываются с исходным пандемическим штаммом SARS-CoV-2 и как этот процесс нарушается мутациями, обнаруженными в первую очередь в новых вариантах. обнаружен в Бразилии, Великобритании, Южной Африке и Индии.

Исследование также подчеркивает, что некоторые из этих мутаций сгруппированы в одном сайте, известном как «сайт связывания рецептора», на шипованном белке вируса . Другие сайты рецепторного связывающего домена не затрагиваются.

«Смысл этого исследования заключается в том, что при разработке вакцин нового поколения и терапии антителами мы должны рассмотреть возможность уделения большего внимания другим уязвимым участкам вируса, на которые, как правило, не влияют мутации, обнаруженные в вызывающих озабоченность вариантах», – говорит Ко. – ведущий автор Мэн Юань, доктор философии.

Юань – научный сотрудник лаборатории старшего автора Яна Уилсона, доктора философии, профессора структурной биологии Хансена и заведующего кафедрой интегративной структурной и вычислительной биологии в Scripps Research.

Как “ вызывающие беспокойство варианты ” избегают иммунного ответа

«Варианты, вызывающие озабоченность» SARS-CoV-2 включают варианты B.1.1.7 для Великобритании, варианты B.1.351 для Южной Африки, варианты P.1 для Бразилии и варианты B.1.617 для Индии. Некоторые из этих вариантов оказываются более заразными, чем исходный штамм Wuhan. Недавние исследования показали, что ответы антител, вызванные естественным инфицированием исходного штамма или вакцинацией, менее эффективны в нейтрализации этих вариантных штаммов.

Из-за способности вариантов распространяться и вызывать заболевание – возможно, в некоторых случаях, несмотря на вакцинацию – ученые считают необходимым выяснить, как варианты удается избежать большей части предшествующего иммунного ответа в организме, включая реакцию антител.

В ходе исследования исследователи сосредоточились в основном на трех мутациях в шиповом белке SARS-CoV-2: K417N, E484K и N501Y. По отдельности или в комбинации эти мутации обнаруживаются в большинстве основных вариантов SARS-CoV-2. Все мутации обнаруживаются в сайте связывания рецептора SARS-CoV-2, где вирус прикрепляется к клеткам-хозяевам.

Исследователи протестировали репрезентативные антитела из основных классов, которые нацелены на общую область внутри и вокруг сайта связывания рецептора. Они обнаружили, что многие из этих антител теряют способность эффективно связывать и нейтрализовать вирус при наличии мутаций.

Используя методы структурной визуализации, команда затем нанесла на карту соответствующую часть вируса с разрешением в атомном масштабе, чтобы изучить, как мутации влияют на участки, где в противном случае антитела связывались бы и нейтрализовали вирус.

«Эта работа дает структурное объяснение того, почему антитела, вызванные вакцинами COVID-19 или естественной инфекцией исходного пандемического штамма, часто неэффективны против этих вызывающих озабоченность вариантов», – говорит Уилсон.

Обращение к точкам уязвимости

Полученные данные свидетельствуют о том, что, хотя ответы антител на сайт связывания рецептора SARS-CoV-2 могут быть очень мощными в нейтрализации исходного уханьского штамма, некоторые варианты способны ускользать – возможно, в конечном итоге потребуются обновленные вакцины.

В то же время в исследовании подчеркивается тот факт, что три ключевые вирусные мутации, которые SARS-CoV-2 по своей природе склонны к развитию, не изменяют другие уязвимые участки вируса за пределами участка связывания рецептора. Исследователи специально показали, что нейтрализующие вирус антитела, нацеленные на две другие области за пределами сайта связывания рецептора, в значительной степени не пострадали от этих трех мутаций.

Это говорит о том, что будущие вакцины и методы лечения на основе антител могут обеспечить более широкую защиту от SARS-CoV-2 и его вариантов путем выявления или использования антител против частей вируса, которые находятся за пределами сайта связывания рецептора. Исследователи отмечают, что может потребоваться широкая защита от вариантов, если, что кажется вероятным, вирус станет эндемичным для человеческой популяции.

Лаборатория Уилсона и сотрудники этого исследования продолжают изучать реакцию человеческих антител на вызывающие озабоченность варианты и надеются определить стратегии широкой защиты не только от SARS-CoV-2 и его вариантов, но также от SARS-CoV-1 и других родственных, возникающих коронавирусы.

Ссылка на основную публикацию