Teadlased kogu maailmas võisteldakse uute koronaviiruse, SARS-Cov-2 vastu võitlemiseks võimalike vaktsiinide ja ravimite väljatöötamisega. Nüüd on teadlaste rühm välja mõelnud võtmevalgu molekulaarstruktuuri, mida koronaviirus kasutab inimese rakkude sissetungimiseks, avades uute leidude kohaselt ukse vaktsiini väljatöötamiseks.
Varasemad uuringud näitasid, et koronaviirused tungivad rakkudesse niinimetatud "teravikvalkude" kaudu, kuid need valgud omandavad erinevates koroonaviirustes erineva kuju. SARS-Cov-2 teravikvalgu kuju väljaarvutamine on võtmeks viiruse sihtimiseks, ütles Jason McLellan, uuringu vanemautor ja Austini Texase ülikooli molekulaarsete bioteaduste dotsent.
Kõik COVID-19 kohta
-Vaadake uue koroonaviiruse otsevärskendusi
-Kui surmav on COVID-19?
-Kuidas uut koronaviirust gripiga võrreldakse?
-Miks lapsed puuduvad koroonaviiruse puhangust?
Kuigi koronaviirus kasutab rakkude replikatsiooniks ja sissetungimiseks paljusid erinevaid valke, on teravikvalk peamine pinnavalk, mida ta kasutab retseptoriga seondumiseks - see on teine valk, mis toimib nagu ukseava inimese rakus. Pärast teravikvalgu seondumist inimese raku retseptoriga sulandub viiruse membraan inimese rakumembraaniga, võimaldades viiruse genoomil siseneda inimese rakkudesse ja alustada nakatumist. Nii et "kui suudate ära hoida kinnistamist ja ühtesulamist, hoiab ära sisenemise," ütles McLellan Live Science'ile. Kuid selle valgu sihtimiseks peate teadma, milline see välja näeb.
Selle kuu alguses avaldasid teadlased SARS-Cov-2 genoomi. Seda genoomi kasutades tuvastasid McLellan ja tema meeskond koostöös Riikliku Terviseinstituudiga (NIH) spetsiifilised geenid, mis kodeerivad teravikvalku. Seejärel saatsid nad selle geeniteabe ettevõttele, kes geenid lõi ja tagasi saatsid. Seejärel süstis rühm need geenid laborianumas imetajate rakkudesse ja need rakud tootid teravikvalke.
Järgmisena, kasutades väga detailset mikroskoopia tehnikat, mida nimetatakse krüogeenseks elektronmikroskoopiaks, lõi rühm teravikvalkude 3D-kaardi või kavandi. Projektist selgus molekuli struktuur, kaardistades selle kõigi aatomite asukoha kosmoses.
"On muljetavaldav, et need teadlased suutsid selle struktuuri nii kiiresti saada," ütles Michigani ülikooli epidemioloogia dotsent Aubree Gordon, kes ei olnud uuringu osa. "See on väga oluline samm edasi ja võib aidata SARS-COV-2 vastase vaktsiini väljatöötamisel."
Samuti nõustub Columbia ülikooli Mailmani rahvatervise kooli professor Stephen Morse, kes samuti uuringus ei osalenud. Tüvevalk "oleks vaktsiini antigeenide kiireks arenguks tõenäoline valik" ja ravimeetodid, ütles ta Live Science'ile e-kirjas. Struktuuri tundmine oleks "väga kasulik hea aktiivsusega vaktsiinide ja antikehade väljatöötamisel", nagu ka nende valkude suuremas koguses tootmine, lisas ta.
Meeskond saadab need aatomi "koordinaadid" kümnetele uurimisrühmadele kogu maailmas, kes töötavad välja vaktsiinide ja ravimite väljatöötamise SARS-CoV-2 sihtrühmaks. Vahepeal loodavad McLellan ja tema meeskond kasutada naelu valgu kaarti vaktsiini alusena.
Kui võõrad sissetungijad, näiteks bakterid või viirused, tungivad kehasse, võitlevad immuunrakud tagasi, tootes antikehadeks nimetatavaid valke. Need antikehad seostuvad võõraste sissetungijate spetsiifiliste struktuuridega, mida nimetatakse antigeeniks. Kuid antikehade tootmine võib võtta aega. Vaktsiinid on surnud või nõrgenenud antigeenid, mis koolitavad immuunsussüsteemi nende antikehade loomiseks enne keha viirusega kokkupuudet.
Teoreetiliselt võib oravalk ise "olla kas vaktsiin või vaktsiini variandid", ütles McLellan. Selle naelu-valgu baasil vaktsiini süstimisel valmistaks "keha inimesed nakkuse vastu antikehi ja kui nad kunagi kokku puutuksid elava viirusega", oleks keha ette valmistatud. Varasemate uuringute põhjal, mida nad tegid teiste koroonaviiruste osas, tutvustasid teadlased mutatsioone või muutusi stabiilsema molekuli loomiseks.
Tõepoolest, "molekul näeb tõesti hea välja; see on tõesti hästi käitunud; selline struktuur näitab, et molekul on stabiilne õiges kinnituses, mida me lootsime," sõnas McLellan. "Nii et nüüd hakkame koos teistega kasutama meie loodud molekuli vaktsiini antigeeni alusena." Nende kolleegid NIH-st süstivad neid naelu valke nüüd loomadele, et näha, kui hästi valgud vallandavad antikehade tootmise.
Siiski arvab McLellan, et vaktsiin on tõenäoliselt umbes 18–24 kuud eemal. See on "ikka üsna kiire võrreldes vaktsiinide normaalse väljatöötamisega, mis võib võtta umbes 10 aastat," ütles ta.
Tulemused avaldati täna (19. veebruaril) ajakirjas Science.
