Vědci na celém světě bojují o vývoj potenciálních vakcín a léčiv v boji proti novému koronaviru, nazvanému SARS-Cov-2. Nyní skupina vědců zjistila molekulární strukturu klíčového proteinu, který koronavirus používá k invazi do lidských buněk, což podle nových poznatků potenciálně otevírá dveře vývoji vakcíny.
Předchozí výzkum odhalil, že koronaviry napadají buňky prostřednictvím tzv. „Spike“ proteinů, ale tyto proteiny nabývají různých tvarů v různých koronaviry. Klíčem k vymezení, jak zacílit na virus, je zjistit tvar bílkoviny ve spike v SARS-Cov-2, řekl Jason McLellan, hlavní autor studie a docent na molekulární biologii na University of Texas v Austinu.
Vše o uživateli COVID-19
-Podívejte se na živé aktualizace nového koronaviru
-Jak smrtelný je COVID-19?
-Jak se nový koronavirus porovnává s chřipkou?
-Proč jsou děti „vypuklé“ z ohniska koronaviry?
Ačkoli koronavirus používá k replikaci a invazi buněk mnoho různých proteinů, je špice protein hlavním povrchovým proteinem, který používá k navázání na receptor - další protein, který se chová jako vchod do lidské buňky. Poté, co se špičkový protein váže na receptor lidských buněk, virová membrána se spojí s membránou lidských buněk, což umožňuje genomu viru vstoupit do lidských buněk a zahájit infekci. Takže „pokud můžete zabránit připojení a fúzi, zamezíte vstupu,“ řekl McLellan Live Science. Chcete-li však zacílit na tento protein, musíte vědět, jak to vypadá.
Začátkem tohoto měsíce vědci publikovali genom SARS-Cov-2. Pomocí tohoto genomu McLellan a jeho tým ve spolupráci s National Institutes of Health (NIH) identifikovali specifické geny, které kódují protein spike. Poté poslali tyto informace o genech společnosti, která tyto geny vytvořila, a poslala je zpět. Skupina poté injikovala tyto geny do savčích buněk v laboratorní misce a tyto buňky produkovaly proteiny spike.
Dále, za použití velmi podrobné mikroskopické techniky zvané kryogenní elektronová mikroskopie, skupina vytvořila 3D "mapu" nebo "plán" bílkovin špice. Plán odhalil strukturu molekuly a zmapoval umístění každého z jejích atomů v prostoru.
„Je působivé, že tito vědci dokázali strukturu získat tak rychle,“ řekl Aubree Gordon, docent epidemiologie na Michiganské univerzitě, který nebyl součástí studie. "Je to velmi důležitý krok vpřed a může pomoci při vývoji vakcíny proti SARS-COV-2."
Stephen Morse, profesor poštovní školy veřejného zdraví na Columbia University, který také nebyl součástí studie, souhlasí. Spike protein "by byl pravděpodobnou volbou pro rychlý vývoj vakcinačních antigenů" a léčby, řekl Live Science v e-mailu. Znalost struktury by byla „velmi nápomocná při vývoji vakcín a protilátek s dobrou aktivitou“, jak by produkoval vyšší množství těchto proteinů, dodal.
Tým zasílá tyto atomové „souřadnice“ desítkám výzkumných skupin po celém světě, které se snaží vyvinout vakcíny a drogy, aby se zaměřily na SARS-CoV-2. Mezitím McLellan a jeho tým doufají, že použijí mapu bílkoviny spike jako základ pro vakcínu.
Když cizí útočníci, jako jsou bakterie nebo viry, vtrhnou do těla, imunitní buňky bojují tím, že produkují proteiny nazývané protilátky. Tyto protilátky se vážou na specifické struktury cizího útočníka, nazývaného antigen. Produkce protilátek však může chvíli trvat. Vakcíny jsou mrtvé nebo oslabené antigeny, které trénují imunitní systém k tvorbě těchto protilátek, než je organismus vystaven viru.
Teoreticky by samotný protein špice "mohl být buď vakcínou nebo variantami vakcíny," řekl McLellan. Když injikujete tuto vakcínu na bázi bílkovin na bázi hrotu, „lidé by si vytvořili protilátky proti hrotu, a pokud by byli někdy vystaveni živému viru,“ tělo by bylo připraveno, dodal. Na základě předchozího výzkumu provedeného na jiných koronaviry vědci zavedli mutace nebo změny, aby vytvořili stabilnější molekulu.
Ve skutečnosti „molekula vypadá opravdu dobře; je to opravdu dobře vychované; struktura ukazuje, že molekula je stabilní ve správném potvrzení, v co jsme doufali,“ řekl McLellan. "Takže teď my a ostatní budeme používat molekulu, kterou jsme vytvořili, jako základ pro vakcinační antigen." Jejich kolegové z NIH nyní vstříknou tyto proteiny do zvířat, aby viděli, jak dobře proteiny spouštějí tvorbu protilátek.
Přesto si McLellan myslí, že vakcína je asi 18 až 24 měsíců daleko. To je „stále velmi rychlé ve srovnání s běžným vývojem vakcíny, což může trvat asi 10 let,“ řekl.
Výsledky byly zveřejněny dnes (19. února) v časopise Science.
