Vedci z celého sveta sa snažia vyvinúť potenciálne vakcíny a lieky na boj proti novému koronavírusu, ktorý sa volá SARS-Cov-2. Teraz skupina vedcov zistila, že podľa nových zistení molekulárna štruktúra kľúčového proteínu, ktorý koronavírus používa na napadnutie ľudských buniek, potenciálne otvára dvere vývoju vakcíny.
Predchádzajúci výskum odhalil, že koronavírusy napadajú bunky pomocou tzv. „Špicatých“ proteínov, ale tieto proteíny majú rôzne tvary v rôznych koronavírusoch. Kľúčom k tomu, ako zistiť, ako zacieľovať vírus, je zistiť tvar bielkovín v SARS-Cov-2, uviedol Jason McLellan, hlavný autor štúdie a odborný asistent molekulárnej biológie na Texaskej univerzite v Austine.
Všetko o užívateľovi COVID-19
-Pozrite si živé aktualizácie nového koronavírusu
-Aká smrteľná je COVID-19?
-Ako sa nový koronavírus porovnáva s chrípkou?
-Prečo sú deti „vypuknuté“ pri prepuknutí koronavírusu?
Napriek tomu, že koronavírus používa na replikáciu a inváziu buniek mnoho rôznych proteínov, bodový proteín je hlavným povrchovým proteínom, ktorý používa na naviazanie na receptor - ďalší proteín, ktorý sa chová ako vchod do ľudskej bunky. Potom, čo sa špicatý proteín naviaže na ľudský bunkový receptor, vírusová membrána sa spojí s ľudskou bunkovou membránou, čo umožňuje genómu vírusu vstúpiť do ľudských buniek a začať s infekciou. Takže „ak môžete zabrániť pripútanosti a fúzii, zabránite vstupu,“ povedal McLellan pre Live Science. Aby ste však mohli tento proteín zacieľovať, musíte vedieť, ako to vyzerá.
Začiatkom tohto mesiaca vedci publikovali genóm SARS-Cov-2. Pomocou tohto genómu McLellan a jeho tím v spolupráci s National Institute of Health (NIH) identifikovali špecifické gény, ktoré kódujú proteín špičky. Tieto génové informácie potom poslali spoločnosti, ktorá tieto gény vytvorila, a poslali ich späť. Skupina potom injektovala tieto gény do cicavčích buniek v laboratórnej miske a tieto bunky produkovali proteíny spike.
Ďalej, s použitím veľmi podrobnej mikroskopickej techniky nazývanej kryogénna elektrónová mikroskopia, skupina vytvorila 3D „mapu“ alebo „plán“ proteínov špičky. Návrh odhalil štruktúru molekuly a zmapoval umiestnenie každého z jej atómov v priestore.
„Je impozantné, že títo vedci dokázali štruktúru získať tak rýchlo,“ povedal Aubree Gordon, docent epidemiológie na Michiganskej univerzite, ktorý nebol súčasťou štúdie. „Je to veľmi dôležitý krok vpred a môže pomôcť pri vývoji vakcíny proti SARS-COV-2.“
Stephen Morse, profesor na Mailman School of Public Health na Columbia University, ktorý nebol tiež súčasťou štúdie, súhlasí. Spikový proteín „by bol pravdepodobnou voľbou pre rýchly vývoj vakcínových antigénov“ a liečby, povedal spoločnosti Live Science v e-maile. Poznanie tejto štruktúry by bolo „veľmi užitočné pri vývoji vakcín a protilátok s dobrou aktivitou“, ako by produkoval vyššie množstvá týchto proteínov.
Tím posiela tieto atómové „súradnice“ desiatkam výskumných skupín po celom svete, ktoré sa snažia vyvinúť vakcíny a lieky na zacielenie SARS-CoV-2. Medzitým McLellan a jeho tím dúfajú, že použijú mapu bielkoviny bodca ako základ pre vakcínu.
Keď cudzie útočníky, ako sú baktérie alebo vírusy, vtrhnú do tela, imunitné bunky sa bránia produkciou proteínov nazývaných protilátky. Tieto protilátky sa viažu na špecifické štruktúry cudzieho útočníka nazývaného antigén. Ale produkovanie protilátok môže nejaký čas trvať. Vakcíny sú mŕtve alebo oslabené antigény, ktoré trénujú imunitný systém na tvorbu týchto protilátok predtým, ako je telo vystavené vírusu.
Teoreticky by samotný proteín špičky "mohol byť buď vakcínou alebo variantmi vakcíny," uviedol McLellan. Keď si injekčne podáte túto vakcínu založenú na bielkovinách na báze hrotu, „ľudia by vytvorili protilátky proti hrotu a potom, keby boli niekedy vystavení živému vírusu“, telo by bolo pripravené, dodal. Na základe predchádzajúceho výskumu, ktorý vykonali na iných koronavírusoch, vedci zaviedli mutácie alebo zmeny, aby vytvorili stabilnejšiu molekulu.
V skutočnosti „molekula vyzerá naozaj dobre; je skutočne dobre vychovaná; štruktúra ukazuje, že molekula je stabilná v správnom potvrdení, v ktoré sme dúfali,“ uviedol McLellan. „Teraz budeme my a ďalší používať molekulu, ktorú sme vytvorili, ako základ vakcínového antigénu.“ Ich kolegovia z NIH teraz injikujú tieto proteíny do zvierat zvieratám, aby zistili, ako dobre proteíny spúšťajú tvorbu protilátok.
Napriek tomu si McLellan myslí, že vakcína je pravdepodobne vzdialená asi 18 až 24 mesiacov. To je „stále pomerne rýchle v porovnaní s normálnym vývojom vakcíny, ktorý môže trvať asi 10 rokov,“ povedal.
Zistenia boli uverejnené dnes (19. februára) v časopise Science.
