Οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο αγωνίζονται για την ανάπτυξη πιθανών εμβολίων και φαρμάκων για την καταπολέμηση του νέου κοροναϊού, που ονομάζεται SARS-Cov-2. Τώρα, μια ομάδα ερευνητών έχει υπολογίσει τη μοριακή δομή μιας βασικής πρωτεΐνης που χρησιμοποιεί ο κορωναϊός για να εισβάλλει σε ανθρώπινα κύτταρα, ανοίγοντας ενδεχομένως την πόρτα για την ανάπτυξη εμβολίου, σύμφωνα με νέα ευρήματα.
Προηγούμενη έρευνα αποκάλυψε ότι οι κοροναϊοί εισβάλλουν σε κύτταρα μέσω των λεγόμενων "ακίδων" πρωτεϊνών, αλλά αυτές οι πρωτεΐνες παίρνουν διαφορετικά σχήματα σε διάφορους κοροναϊούς. Ο υπολογισμός του σχήματος της πρωτεΐνης ακμής στο SARS-Cov-2 είναι το κλειδί για να υπολογίσουμε πώς να στοχεύουμε τον ιό, δήλωσε ο Jason McLellan, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης και αναπληρωτής καθηγητής μοριακών βιοεπιστημών στο Πανεπιστήμιο του Texas στο Austin.
Όλα για το COVID-19
-Δείτε ζωντανές ενημερώσεις σχετικά με το νέο coronavirus
-Πόσο θανατηφόρα είναι το COVID-19;
-Πώς συγκρίνεται ο νέος κορωναϊός με τη γρίπη;
-Γιατί λείπουν τα παιδιά "από την έκρηξη του κοροναϊού;
Αν και ο κορωναϊός χρησιμοποιεί πολλές διαφορετικές πρωτεΐνες για να αναπαράγει και να εισβάλλει σε κύτταρα, η πρωτεΐνη ακίδα είναι η κύρια πρωτεΐνη επιφάνειας που χρησιμοποιεί για να δεσμεύσει έναν υποδοχέα - άλλη πρωτεΐνη που δρα σαν πόρτα σε ανθρώπινο κύτταρο. Αφού η πρωτεΐνη της ακίδας δεσμεύεται στον υποδοχέα ανθρώπινων κυττάρων, η ιική μεμβράνη συγχωνεύεται με την ανθρώπινη κυτταρική μεμβράνη, επιτρέποντας στο γονιδίωμα του ιού να εισέλθει σε ανθρώπινα κύτταρα και να αρχίσει μόλυνση. Έτσι "εάν μπορείτε να αποτρέψετε την προσκόλληση και τη σύντηξη, θα αποτρέψετε την είσοδο", δήλωσε ο McLellan στην Live Science. Αλλά για να στοχεύσετε αυτή την πρωτεΐνη, πρέπει να ξέρετε τι μοιάζει.
Νωρίτερα αυτό το μήνα, οι ερευνητές δημοσίευσαν το γονιδίωμα του SARS-Cov-2. Χρησιμοποιώντας αυτό το γονιδίωμα, ο McLellan και η ομάδα του, σε συνεργασία με τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH), αναγνώρισαν τα συγκεκριμένα γονίδια που κωδικοποιούν την πρωτεΐνη ακίδας. Στη συνέχεια έστειλαν αυτές τις πληροφορίες γονιδίων σε μια εταιρεία που δημιούργησε τα γονίδια και τους έστειλε πίσω. Η ομάδα έπειτα έβαλε εκείνα τα γονίδια σε κύτταρα θηλαστικών σε ένα δίσκο εργαστηρίου και αυτά τα κύτταρα παρήγαγαν τις πρωτεΐνες ακίδων.
Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας μια πολύ λεπτομερή μικροσκοπική τεχνική που ονομάζεται κρυογονική ηλεκτρονική μικροσκοπία, η ομάδα δημιούργησε ένα 3D "χάρτη" ή "σχέδιο" των πρωτεϊνών ακίδων. Το σχέδιο απεκάλυψε τη δομή του μορίου, χαρτογράφηση της θέσης καθενός από τα άτομα του στο χώρο.
"Είναι εντυπωσιακό ότι αυτοί οι ερευνητές κατάφεραν να πάρουν τη δομή τόσο γρήγορα", δήλωσε ο Aubree Gordon, αναπληρωτής καθηγητής επιδημιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Michigan που δεν ήταν μέλος της μελέτης. "Είναι ένα πολύ σημαντικό βήμα προς τα εμπρός και μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη εμβολίου κατά του SARS-COV-2".
Ο Stephen Morse, καθηγητής στο Mailman School of Public Health του Πανεπιστημίου Columbia, ο οποίος επίσης δεν ήταν μέρος της μελέτης, συμφωνεί. Η πρωτεΐνη ακίδα "θα ήταν η πιθανή επιλογή για ταχεία ανάπτυξη αντιγόνων εμβολίου" και θεραπείες, είπε σε Live Science σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. Η γνώση της δομής θα ήταν "πολύ χρήσιμη στην ανάπτυξη εμβολίων και αντισωμάτων με καλή δραστηριότητα", καθώς θα παράγει υψηλότερες ποσότητες αυτών των πρωτεϊνών, πρόσθεσε.
Η ομάδα στέλνει αυτές τις ατομικές "συντεταγμένες" σε δεκάδες ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο που εργάζονται για την ανάπτυξη εμβολίων και φαρμάκων για να στοχεύσουν το SARS-CoV-2. Εν τω μεταξύ, ο McLellan και η ομάδα του ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τον χάρτη της πρωτεΐνης ακίδων ως βάση για ένα εμβόλιο.
Όταν ξένοι εισβολείς, όπως βακτηρίδια ή ιούς, εισβάλλουν στο σώμα, τα κύτταρα του ανοσοποιητικού καταπολεμούν την παραγωγή πρωτεϊνών που ονομάζονται αντισώματα. Αυτά τα αντισώματα συνδέονται με ειδικές δομές στον ξένο εισβολέα, που ονομάζεται αντιγόνο. Αλλά η παραγωγή αντισωμάτων μπορεί να πάρει χρόνο. Τα εμβόλια είναι νεκρά ή εξασθενημένα αντιγόνα που εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό σύστημα για να δημιουργήσουν αυτά τα αντισώματα πριν το σώμα εκτίθεται στον ιό.
Θεωρητικά, η ίδια η πρωτεΐνη ακίδα "θα μπορούσε να είναι είτε το εμβόλιο είτε οι παραλλαγές ενός εμβολίου", δήλωσε ο McLellan. Όταν εγχύετε αυτό το εμβόλιο βασισμένο σε πρωτεΐνες, "οι άνθρωποι θα κάνουν αντισώματα ενάντια στην ακίδα και στη συνέχεια, εάν είχαν εκτεθεί ποτέ στον ζωντανό ιό", το σώμα θα είναι έτοιμο, πρόσθεσε. Με βάση προηγούμενη έρευνα που έκαναν σε άλλους κοροναϊούς, οι ερευνητές εισήγαγαν μεταλλάξεις ή αλλαγές για να δημιουργήσουν ένα πιο σταθερό μόριο.
Πράγματι, "το μόριο μοιάζει πολύ καλό, είναι πραγματικά καλά συμπεριφορά" το είδος της δομής καταδεικνύει ότι το μόριο είναι σταθερό στην σωστή επιβεβαίωση που ελπίζαμε ", δήλωσε ο McLellan. "Έτσι τώρα εμείς και οι άλλοι θα χρησιμοποιήσουμε το μόριο που δημιουργήσαμε ως βάση για το αντιγόνο του εμβολίου." Οι συνάδελφοί τους στο NIH θα ενεθούν τώρα αυτές τις πρωτεΐνες ακίδα σε ζώα για να δούμε πόσο καλά οι πρωτεΐνες πυροδοτούν την παραγωγή αντισωμάτων.
Ακόμα, η McLellan πιστεύει ότι ένα εμβόλιο είναι πιθανό να είναι περίπου 18 έως 24 μήνες μακριά. Αυτό είναι "ακόμα αρκετά γρήγορο σε σύγκριση με την κανονική ανάπτυξη εμβολίου, η οποία μπορεί να πάρει περίπου 10 χρόνια", είπε.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν σήμερα (19 Φεβρουαρίου) στο περιοδικό Science.
