A kutatók világszerte versenyeznek az esetleges oltások és gyógyszerek kifejlesztéséről az új SARS-Cov-2 elnevezésű koronavírus elleni küzdelem érdekében. A kutatók egy csoportja kitalálta egy kulcsfontosságú fehérje molekuláris szerkezetét, amelyet a koronavírus az emberi sejtek inváziójához használ, és ezáltal új eredmények szerint potenciálisan megnyithatja az oltást a vakcina kifejlesztéséhez.
A korábbi kutatások azt mutatták, hogy a koronavírusok úgynevezett "tüske" fehérjék révén támadnak meg a sejtekben, de ezek a fehérjék különböző alakúak különböző koronavírusokban. Jason McLellan, a tanulmány vezető szerzője és a Austin Texasi Egyetem molekuláris biológiai tudományok docentusa.
Mindent a COVID-19-ről
-Nézze meg az új koronavírus élő frissítéseit
-Mennyire halálos a COVID-19?
-Hogyan hasonlít az új koronavírus az influenzához?
-Miért hiányoznak a gyermekek a koronavírus kitörésből?
Noha a koronavírus számos különböző fehérjét használ a sejtek replikálódására és behatolására, a tüskefehérje a fő felszíni fehérje, amelyet receptorhoz kötődik - egy másik fehérje, amely az ajtó felé vezet az emberi sejtbe. Miután a tüskefehérje kötődik az emberi sejtreceptorhoz, a vírusmembrán összeolvad az emberi sejtmembránnal, lehetővé téve a vírus genomjának az emberi sejtekbe való belépését és a fertőzés megkezdését. Tehát "ha megakadályozhatja a kötődést és a fúziót, akkor megakadályozza a belépést" - mondta McLellan a Live Science-nek. De ahhoz, hogy ezt a fehérjét megcélozza, tudnia kell, hogy néz ki.
A hónap elején a kutatók közzétették a SARS-Cov-2 genomját. Ennek a genomnak a felhasználásával McLellan és csapata az Országos Egészségügyi Intézetekkel (NIH) együttműködve azonosította a tüskefehérjét kódoló specifikus géneket. Ezután elküldték ezt a géninformációt egy olyan társaságnak, amely létrehozta a géneket, és visszaküldte őket. A csoport ezt követően géneket injektált egy emlős sejtekbe laboratóriumi csészében, és ezek a sejtek előállították a tüske fehérjéket.
Ezután egy nagyon részletes mikroszkópos technikával, az úgynevezett kriogén elektronmikroszkóppal, a csoport létrehozta a tüskefehérjék 3D "térképét" vagy "tervét". A terv feltárta a molekula szerkezetét, feltérképezve atomjai helyét az űrben.
"Lenyűgöző, hogy ezek a kutatók olyan gyorsan képesek voltak megszerezni a szerkezetet" - mondta Aubree Gordon, a Michigan-i Egyetem járványügyi egyetemi docens, aki nem vett részt a vizsgálatban. "Ez egy nagyon fontos lépés előre és segíthet a SARS-COV-2 elleni oltás kifejlesztésében."
Stephen Morse, a Columbia Egyetem Mailman Közegészségügyi Iskolájának professzora, aki szintén nem vett részt a tanulmányban, egyetért. A tüskefehérje "valószínűleg a választás a vakcinaantigének gyors fejlődéséhez" és a kezelésekhez, mondta a Live Science e-mailben. A struktúra ismerete "nagyon hasznos lenne a jó aktivitású oltások és antitestek kifejlesztésében", ugyanakkor ezeknek a fehérjéknek a nagyobb mennyisége is előállna.
A csapat ezeket az atomi "koordinátákat" több tucat kutatócsoportnak küldi a világ minden tájáról, akik oltások és gyógyszerek kifejlesztésén dolgoznak a SARS-CoV-2 célzására. Eközben McLellan és csapata reméli, hogy a tüskefehérje térképét használja az oltás alapjául.
Amikor idegen betolakodók, például baktériumok vagy vírusok támadnak be a testbe, az immunsejtek visszatérnek az ellenanyagoknak nevezett fehérjék előállítása útján. Ezek az ellenanyagok az idegen betolakodó speciális struktúráira kötődnek, úgynevezett antigének. Az ellenanyagok előállítása azonban időt vehet igénybe. A vakcinák halottak vagy gyengült antigének, amelyek az immunrendszert kiképzik ezen antitestek létrehozásához, még mielőtt a test kitett volna a vírusnak.
Elméletileg maga a tüskefehérje "lehet oltás vagy oltásvariánsok" - mondta McLellan. Amikor ezt a tüskefehérje-alapú oltást befecskendezik, "az emberek antitesteket állítanak elő a tüske ellen, és ha valaha az élő vírusnak vannak kitéve", a test felkészülne - tette hozzá. A koronavírusokon végzett korábbi kutatásaik alapján a kutatók mutációkat vagy változásokat vezettek be, hogy egy stabilabb molekulát hozzanak létre.
Valójában, "a molekula nagyon jól néz ki; nagyon jól viselkedik; a szerkezetük azt mutatja, hogy a molekula stabil abban a helyes megerősítésben, amelyre reméltünk" - mondta McLellan. "Tehát most mi és mások a létrehozott molekulát használjuk az oltóanyag antigén alapjául." Az NIH munkatársai most befecskendezik ezeket a tüskefehérjéket az állatokba, hogy megfigyeljék, hogy a fehérjék milyen jól kiváltják az antitesttermelést.
Ennek ellenére McLellan szerint a vakcina valószínűleg körülbelül 18–24 hónap elteltével jár. Ez "még mindig meglehetősen gyors a normál oltási vakcina kifejlesztésével összehasonlítva, amely 10 évet is igénybe vehet" - mondta.
Az eredményeket ma (február 19.) közzétették a Science folyóiratban.
