Istraživači širom svijeta utrkuju se u razvoju potencijalnih cjepiva i lijekova za borbu protiv novog koronavirusa, nazvanog SARS-Cov-2. Sada je skupina istraživača shvatila molekularnu strukturu ključnog proteina koji koronavirus koristi za invaziju na ljudske stanice, što bi, prema novim saznanjima, potencijalno otvorilo vrata razvoju cjepiva.
Prethodna istraživanja otkrila su da koronavirusi napadaju stanice kroz takozvane "spike" proteine, ali ti proteini poprimaju različite oblike u različitim koronavirusima. Utvrđivanje oblika bjelančevine šiljaka u SARS-Cov-2 ključ je pronalaženja načina ciljanja virusa, rekao je Jason McLellan, viši autor studije i izvanredni profesor molekularnih bioznanosti na Sveučilištu u Texasu u Austinu.
Sve o COVID-19
-Pogledajte ažuriranja o novom coronavirusu uživo
-Koliko je smrtonosna COVID-19?
-Kako se novi koronavirus uspoređuje s gripom?
-Zašto djeca 'nedostaju' zbog epidemije koronavirusa?
Iako koronavirus koristi mnogo različitih proteina za repliciranje i invaziju na stanice, protein spike je glavni površinski protein koji koristi za vezanje na receptor - drugi protein koji djeluje poput ulaza u ljudsku stanicu. Nakon što se protein spike veže na receptor za ljudske stanice, virusna se membrana stapa s membranom ljudske stanice, omogućavajući genomu virusa da uđe u ljudske stanice i započne s infekcijom. Dakle, "ako uspijete spriječiti vezivanje i fuziju, spriječit ćete ulazak", McLellan je rekao Live Scienceu. Ali da biste ciljali ovaj protein, morate znati kako on izgleda.
Ranije ovog mjeseca, istraživači su objavili genom SARS-Cov-2. Koristeći taj genom, McLellan i njegov tim u suradnji s Nacionalnim institutom za zdravlje (NIH) identificirali su specifične gene koji kodiraju protein spike. Potom su te genetske podatke poslali tvrtki koja je stvorila gene i poslali ih natrag. Skupina je zatim ubrizgavala te gene u stanice sisavaca u laboratorijskoj posudi i te stanice su stvarale bjelančevine spike.
Zatim je, koristeći vrlo detaljnu tehniku mikroskopije, nazvanu kriogena elektronska mikroskopija, grupa stvorila 3D "mapu" ili "nacrt" proteina šiljka. Nacrt je otkrio strukturu molekule, mapirajući položaj svakog od njegovih atoma u prostoru.
"Impresivno je što su ovi istraživači uspjeli tako brzo dobiti strukturu", rekla je Aubree Gordon, izvanredna profesorica epidemiologije na Sveučilištu u Michiganu, koja nije bila dio studije. "To je vrlo važan korak naprijed i može pomoći u razvoju cjepiva protiv SARS-COV-2."
S time se slaže i Stephen Morse, profesor na poštanskoj školi za javno zdravlje Sveučilišta Columbia koji također nije bio dio studije. Protein spike "bio bi vjerojatni izbor za brzi razvoj antigena cjepiva" i liječenja, rekao je Live Science e-poštom. Poznavanje strukture bilo bi "vrlo korisno u razvoju cjepiva i antitijela s dobrom aktivnošću", kao što bi stvorilo veće količine tih proteina, dodao je.
Tim šalje ove atomske "koordinate" desecima istraživačkih skupina širom svijeta koje rade na razvoju cjepiva i lijekova za ciljanje na SARS-CoV-2. U međuvremenu, McLellan i njegov tim nadaju se da će koristiti mapu proteina šiljaka kao osnovu za cjepivo.
Kada strani napadači, poput bakterija ili virusa, napadnu tijelo, imunološke stanice uzvraćaju proizvodeći proteine zvane antitijela. Ta se antitijela vežu na specifične strukture stranog napadača, nazvane antigen. Ali stvaranje antitijela može potrajati. Vakcine su mrtvi ili oslabljeni antigeni koji treniraju imunološki sustav da stvori ta antitijela prije nego što je tijelo izloženo virusu.
Teoretski, sam protein bika "mogao biti bilo cjepivo ili inačica cjepiva", rekao je McLellan. Kada ubrizgate ovo cjepivo na bazi bjelančevina, "ljudi bi napravili antitijela protiv iga, a kad bi ikada bili izloženi živom virusu" tijelo bi bilo pripremljeno, dodao je. Na temelju prethodnih istraživanja koja su vršili na drugim koronavirusima, istraživači su uveli mutacije ili promjene kako bi stvorili stabilniju molekulu.
Doista, "molekula izgleda jako dobro; stvarno se dobro ponaša; struktura strukture pokazuje da je molekula stabilna u ispravnoj potvrdi kojoj smo se nadali", rekao je McLellan. "Dakle, sada ćemo i mi i drugi koristiti molekulu koju smo stvorili kao osnovu za antigen cjepiva." Njihove kolege iz NIH-a sada će ubrizgati ove spike proteine u životinje kako bi vidjeli koliko dobro proteini pokreću proizvodnju antitijela.
Ipak, McLellan misli da je vakcina vjerojatno oko 18 do 24 mjeseca. To je "još uvijek prilično brzo u usporedbi s normalnim razvojem cjepiva, što može potrajati 10 godina", rekao je.
Otkrića su objavljena danas (19. veljače) u časopisu Science.
