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

Χρησιμοποιώντας μια νέα εργαλειοθήκη προσεγγίσεων, οι επιστήμονες αποκάλυψαν την πρώτη πλήρη δομή της πρωτεΐνης Nucleocapsid (N) και ανακάλυψαν πώς τα αντισώματα από ασθενείς με COVID-19 αλληλεπιδρούν με αυτήν την πρωτεΐνη. Προσδιόρισαν επίσης ότι η δομή φαίνεται παρόμοια σε πολλούς κοροναϊούς, συμπεριλαμβανομένων των πρόσφατων παραλλαγών του COVID-19 - καθιστώντας τον ιδανικό στόχο για προηγμένες θεραπείες και εμβόλια. Ανέφεραν τα αποτελέσματά τους σε Νανοκλίμακα.

«Ανακαλύψαμε νέα χαρακτηριστικά σχετικά με τη δομή της πρωτεΐνης Ν που θα μπορούσαν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις στις δοκιμές αντισωμάτων και τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις όλων των πανδημικών ιών που σχετίζονται με το SARS», δήλωσε ο Deb Kelly, καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής (BME), Huck Chair in Molecular Biophysics. και διευθυντής του Penn State Center for Structural Oncology, που ηγήθηκε της έρευνας. «Δεδομένου ότι φαίνεται ότι η πρωτεΐνη Ν διατηρείται στις παραλλαγές του SARS-CoV-2 και του SARS-CoV-1, οι θεραπείες που έχουν σχεδιαστεί για να στοχεύουν την πρωτεΐνη Ν θα μπορούσαν δυνητικά να βοηθήσουν στην εξάλειψη των πιο σκληρών ή διαρκών συμπτωμάτων που βιώνουν ορισμένοι άνθρωποι».

Τα περισσότερα από τα διαγνωστικά τεστ και τα διαθέσιμα εμβόλια για τον COVID-19 σχεδιάστηκαν με βάση μια μεγαλύτερη πρωτεΐνη SARS-CoV-2 - την πρωτεΐνη Spike - όπου ο ιός προσκολλάται σε υγιή κύτταρα για να ξεκινήσει τη διαδικασία εισβολής.

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.

Σε αντίθεση με την εξωτερική πρωτεΐνη Spike, η πρωτεΐνη Ν είναι εγκλεισμένη στον ιό, προστατευμένη από τις περιβαλλοντικές πιέσεις που προκαλούν την αλλαγή της πρωτεΐνης Spike. Στο αίμα, ωστόσο, η πρωτεΐνη Ν επιπλέει ελεύθερα αφού απελευθερωθεί από τα μολυσμένα κύτταρα. Η πρωτεΐνη ελεύθερης περιαγωγής προκαλεί ισχυρή ανοσολογική απόκριση, οδηγώντας στην παραγωγή προστατευτικών αντισωμάτων. Τα περισσότερα κιτ δοκιμών αντισωμάτων αναζητούν την πρωτεΐνη Ν για να προσδιορίσουν εάν ένα άτομο είχε μολυνθεί προηγουμένως με τον ιό - σε αντίθεση με τα διαγνωστικά τεστ που αναζητούν την πρωτεΐνη Spike για να προσδιορίσουν εάν ένα άτομο έχει μολυνθεί αυτήν τη στιγμή.

«Όλοι κοιτάζουν την πρωτεΐνη Spike και γίνονται λιγότερες μελέτες για την πρωτεΐνη Ν», είπε ο Michael Casasanta, πρώτος συγγραφέας της εργασίας και μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο Kelly. «Υπήρχε αυτό το κενό. Είδαμε μια ευκαιρία — είχαμε τις ιδέες και τους πόρους για να δούμε πώς μοιάζει η πρωτεΐνη Ν.»

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.

«Οι αλληλουχίες μπορούν να προβλέψουν τη δομή καθεμιάς από αυτές τις πρωτεΐνες Ν, αλλά δεν μπορείτε να λάβετε όλες τις πληροφορίες από μια πρόβλεψη - πρέπει να δείτε την πραγματική τρισδιάστατη δομή», είπε ο Casasanta. «Συγκεντρώσαμε την τεχνολογία για να δούμε ένα νέο πράγμα με νέο τρόπο».

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.

«Εάν ένα θεραπευτικό μπορεί να σχεδιαστεί για να στοχεύει τη θέση δέσμευσης της πρωτεΐνης Ν, μπορεί να βοηθήσει στη μείωση της φλεγμονής και άλλων μόνιμων ανοσολογικών αποκρίσεων στον COVID-19, ειδικά σε μακρινούς μεταφορείς COVID-19», είπε η Kelly, αναφερόμενη σε άτομα που εμφανίζουν συμπτώματα COVID-XNUMX. για έξι εβδομάδες ή περισσότερο.

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.

Η Kelly απέδωσε τον μοναδικό συνδυασμό της ομάδας της από μικροτσίπ, λεπτότερα δείγματα πάγου και προηγμένα ηλεκτρονικά μικροσκόπια της Penn State, εξοπλισμένα με ανιχνευτές τελευταίας τεχνολογίας, προσαρμοσμένους από την εταιρεία Direct Electron, για την παροχή της υψηλότερης ανάλυσης απεικόνισης χαμηλού βάρους μορίων από το SARS. -CoV-2 μέχρι στιγμής.

«Η τεχνολογία σε συνδυασμό οδήγησε σε ένα μοναδικό εύρημα», είπε η Kelly. «Πριν, ήταν σαν να προσπαθούσα να κοιτάξω κάτι παγωμένο στη μέση της λίμνης. Τώρα, το κοιτάμε μέσα από ένα παγάκι. Μπορούμε να δούμε μικρότερες οντότητες με πολλές περισσότερες λεπτομέρειες και μεγαλύτερη ακρίβεια.”

###

Η Casasanta και η Kelly είναι και οι δύο συνδεδεμένες με το Ινστιτούτο Έρευνας Υλικών του Penn State (MRI). Οι συν-συγγραφείς περιλαμβάνουν το GM Jonaid, το BME και το Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Βιοπληροφορικής και Γονιδιωματικής στο Huck Institutes of the Life Sciences του Penn State. Liam Kaylor και Maria J. Solares, BME and Molecular, Cellular, and Integrative Biosciences Graduate Program στα Huck Institutes of the Life Sciences. William Y. Luqiu, MRI και Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο Duke. Mariah Schroen, MRI; William J. Dearnaley, BME και MRI; Jared Wilson, RayBiotech Life; και 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: