Θέση δέσμευσης αντισωμάτων που διατηρείται σε παραλλαγές του ιού COVID-19: Η δομική αποκάλυψη θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις ως θεραπευτικός στόχος σε όλες τις παραλλαγές SARS-CoV-2

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Αρχική > Τύπος > Η θέση δέσμευσης αντισωμάτων διατηρείται σε παραλλαγές του ιού COVID-19: Η δομική αποκάλυψη θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις ως θεραπευτικός στόχος σε όλες τις παραλλαγές SARS-CoV-2

Μια ερευνητική ομάδα του Penn State διαπίστωσε ότι η πρωτεΐνη Ν στον SARS-CoV-2 διατηρείται σε όλους τους πανδημικούς κορονοϊούς που σχετίζονται με το SARS (επάνω, από αριστερά: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV, MERS). Η πρωτεΐνη διαφέρει από άλλους κοροναϊούς, όπως εκείνους που προκαλούν το κοινό κρυολόγημα (κάτω, από αριστερά: OC43, HKU1, NL63 και 229E). CREDIT Kelly Lab/Penn State

Περίληψη:
Μια μικροσκοπική πρωτεΐνη του SARS-CoV-2, ο κορωνοϊός που προκαλεί το COVID-19, μπορεί να έχει μεγάλες επιπτώσεις για μελλοντικές θεραπείες, σύμφωνα με μια ομάδα ερευνητών του Penn State.

Η θέση δέσμευσης αντισωμάτων διατηρείται σε παραλλαγές του ιού COVID-19: Η δομική αποκάλυψη θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις ως θεραπευτικός στόχος σε όλες τις παραλλαγές SARS-CoV-2

University Park, PA | Δημοσιεύτηκε στις 9 Απριλίου 2021

Using a novel toolkit of approaches, the scientists uncovered the first full structure of the Nucleocapsid (N) protein and discovered how antibodies from COVID-19 patients interact with that protein. They also determined that the structure appears similar across many coronaviruses, including recent COVID-19 variants — making it an ideal target for advanced treatments and vaccines. They reported their results in Nanoscale.

“We discovered new features about the N protein structure that could have large implications in antibody testing and the long-term effects of all SARS-related pandemic viruses,” said Deb Kelly, professor of biomedical engineering (BME), Huck Chair in Molecular Biophysics and director of the Penn State Center for Structural Oncology, who led the research. “Since it appears that the N protein is conserved across the variants of SARS-CoV-2 and SARS-CoV-1, therapeutics designed to target the N protein could potentially help knock out the harsher or lasting symptoms some people experience.”

Most of the diagnostic tests and available vaccines for COVID-19 were designed based on a larger SARS-CoV-2 protein — the Spike protein — where the virus attaches to healthy cells to begin the invasion process.

Τα εμβόλια Pfizer/BioNTech και Moderna σχεδιάστηκαν για να βοηθήσουν τους λήπτες να παράγουν αντισώματα που προστατεύουν από την πρωτεΐνη Spike. Ωστόσο, είπε η Kelly, η πρωτεΐνη Spike μπορεί εύκολα να μεταλλαχθεί, με αποτέλεσμα τις παραλλαγές που έχουν εμφανιστεί στο Ηνωμένο Βασίλειο, τη Νότια Αφρική, τη Βραζιλία και σε όλες τις Ηνωμένες Πολιτείες.

Unlike the outer Spike protein, the N protein is encased in the virus, protected from environmental pressures that cause the Spike protein to change. In the blood, however, the N protein floats freely after it is released from infected cells. The free-roaming protein causes a strong immune response, leading to the production of protective antibodies. Most antibody-testing kits look for the N protein to determine if a person was previously infected with the virus — as opposed to diagnostic tests that look for the Spike protein to determine if a person is currently infected.

“Everyone is looking at the Spike protein, and there are fewer studies being performed on the N protein,” said Michael Casasanta, first author on the paper and a postdoctoral fellow in the Kelly laboratory. “There was this gap. We saw an opportunity — we had the ideas and the resources to see what the N protein looks like.”

Αρχικά, οι ερευνητές εξέτασαν τις αλληλουχίες πρωτεΐνης Ν από ανθρώπους, καθώς και διάφορα ζώα που πιστεύεται ότι είναι πιθανές πηγές της πανδημίας, όπως οι νυχτερίδες, τα μοσχοκάρφι και οι παγκολίνοι. Όλοι έμοιαζαν, αλλά σαφώς διαφορετικοί, σύμφωνα με την Casasanta.

“The sequences can predict the structure of each of these N proteins, but you can’t get all the information from a prediction — you need to see the actual 3D structure,” Casasanta said. “We converged the technology to see a new thing in a new way.”

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να απεικονίσουν τόσο την πρωτεΐνη Ν όσο και τη θέση στην πρωτεΐνη Ν όπου συνδέονται τα αντισώματα, χρησιμοποιώντας ορό από ασθενείς με COVID-19 και ανέπτυξαν ένα τρισδιάστατο μοντέλο υπολογιστή της δομής. Διαπίστωσαν ότι η θέση δέσμευσης αντισωμάτων παρέμεινε η ίδια σε κάθε δείγμα, καθιστώντας το πιθανό στόχο για τη θεραπεία ατόμων με οποιαδήποτε από τις γνωστές παραλλαγές του COVID-3.

“If a therapeutic can be designed to target the N protein binding site, it might help reduce the inflammation and other lasting immune responses to COVID-19, especially in COVID long haulers,” Kelly said, referring to people who experience COVID-19 symptoms for six weeks or longer.

Η ομάδα προμηθεύτηκε καθαρές πρωτεΐνες Ν, που σημαίνει ότι τα δείγματα περιείχαν μόνο πρωτεΐνες Ν, από τη RayBiotech Life και τα εφάρμοσε σε μικροτσίπ που αναπτύχθηκαν σε συνεργασία με την Protochips Inc. Τα μικροτσίπ είναι κατασκευασμένα από νιτρίδιο πυριτίου, σε αντίθεση με έναν πιο παραδοσιακό πορώδες άνθρακα και περιέχουν λεπτά φρεάτια με ειδικές επικαλύψεις που προσελκύουν τις πρωτεΐνες Ν στην επιφάνειά τους. Μόλις προετοιμαστούν, τα δείγματα καταψύχθηκαν και εξετάστηκαν μέσω κρυοηλεκτρονικής μικροσκοπίας.

Kelly credited her team’s unique combination of microchips, thinner ice samples and Penn State’s advanced electron microscopes outfitted with state-of-the-art detectors, customized from the company Direct Electron, for delivering the highest-resolution visualization of low-weight molecules from SARS-CoV-2 so far.

“The technology combined resulted in a unique finding,” Kelly said. “Before, it was like trying to look at something frozen in the middle of the lake. Now, we’re looking at it through an ice cube. We can see smaller entities with many more details and higher accuracy.”

###

Casasanta and Kelly are both also affiliated with Penn State’s Materials Research Institute (MRI). Co-authors include G.M. Jonaid, BME and Bioinformatics and Genomics Graduate Program in Penn State’s Huck Institutes of the Life Sciences; Liam Kaylor and Maria J. Solares, BME and Molecular, Cellular, and Integrative Biosciences Graduate Program in the Huck Institutes of the Life Sciences; William Y. Luqiu, MRI and Department of Electrical and Computer Engineering at Duke University; Mariah Schroen, MRI; William J. Dearnaley, BME and MRI; Jared Wilson, RayBiotech Life; and Madeline J. Dukes, Protochips Inc.

Το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας και το Κέντρο Δομικής Ογκολογίας στα Ινστιτούτα Huck of the Life Sciences στο Penn State χρηματοδότησαν αυτήν την εργασία.

####

Για περισσότερες πληροφορίες, πατήστε εδώ

Επαφές:
Μέγκαν Λακάτος
814-865-5544

@penn_state

Πνευματικά δικαιώματα © Penn State

Εάν έχετε ένα σχόλιο, παρακαλώ Επικοινωνία και εμείς με χαρά θα σας εξυπηρετήσουμε.

Οι εκδότες δελτίων ειδήσεων, όχι η 7th Wave, Inc. ή η Nanotechnology Now, είναι αποκλειστικά υπεύθυνες για την ακρίβεια του περιεχομένου.

Bookmark: