Miejsce wiązania przeciwciała zachowane we wszystkich wariantach wirusa COVID-19: odkrycie strukturalne może mieć implikacje jako cel terapeutyczny we wszystkich wariantach SARS-CoV-2

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Strona główna > Naciśnij przycisk > Miejsce wiązania przeciwciał zakonserwowane w wariantach wirusa SARS-CoV-19: odkrycie strukturalne może mieć znaczenie jako cel terapeutyczny we wszystkich wariantach SARS-CoV-2

Zespół badawczy z Penn State odkrył, że białko N SARS-CoV-2 jest konserwowane we wszystkich pandemicznych koronawirusach związanych z SARS (u góry, od lewej: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV, MERS). Białko różni się od innych koronawirusów, np. wywołujących przeziębienie (na dole od lewej: OC43, HKU1, NL63 i 229E). KREDYT Kelly Lab/Penn State

Abstrakcyjny:
Według zespołu badaczy z Penn State maleńkie białko SARS-CoV-2, wirusa wywołującego chorobę COVID-19, może mieć duże implikacje dla przyszłych metod leczenia.

Miejsce wiązania przeciwciała zachowane w wariantach wirusa COVID-19: odkrycie strukturalne może mieć implikacje jako cel terapeutyczny we wszystkich wariantach SARS-CoV-2

Park Uniwersytecki, Pensylwania | Opublikowano 9 kwietnia 2021 r

Korzystając z nowatorskiego zestawu podejść, naukowcy odkryli pierwszą pełną strukturę białka nukleokapsydu (N) i odkryli, w jaki sposób przeciwciała pacjentów chorych na Covid-19 wchodzą w interakcję z tym białkiem. Ustalili również, że struktura wydaje się podobna w przypadku wielu koronawirusów, w tym najnowszych wariantów COVID-19, co czyni go idealnym celem dla zaawansowanych terapii i szczepionek. Opublikowali swoje wyniki w nanoskali.

„Odkryliśmy nowe cechy struktury białka N, które mogą mieć duże implikacje w testowaniu przeciwciał i długoterminowych skutkach wszystkich wirusów pandemicznych związanych z SARS” – powiedziała Deb Kelly, profesor inżynierii biomedycznej (BME), kierownik katedry biofizyki molekularnej Huck i dyrektor Centrum Onkologii Strukturalnej w Penn State, który kierował badaniami. „Ponieważ wydaje się, że białko N jest konserwatywne w wariantach SARS-CoV-2 i SARS-CoV-1, terapie ukierunkowane na białko N mogą potencjalnie pomóc w wyeliminowaniu ostrzejszych lub trwałych objawów, jakich doświadczają niektóre osoby”.

Większość testów diagnostycznych i dostępnych szczepionek na Covid-19 zaprojektowano w oparciu o większe białko SARS-CoV-2 – białko Spike – podczas którego wirus przyłącza się do zdrowych komórek, rozpoczynając proces inwazji.

Szczepionki firm Pfizer/BioNTech i Moderna opracowano, aby pomóc biorcom w wytwarzaniu przeciwciał chroniących przed białkiem Spike. Jednak Kelly powiedział, że białko Spike może łatwo mutować, czego skutkiem są warianty, które pojawiły się w Wielkiej Brytanii, Republice Południowej Afryki, Brazylii i całych Stanach Zjednoczonych.

W przeciwieństwie do zewnętrznego białka Spike, białko N jest otoczone wirusem i chronione przed presją środowiskową, która powoduje zmianę białka Spike. Natomiast we krwi białko N po uwolnieniu z zakażonych komórek swobodnie unosi się w wodzie. Wolno wędrujące białko powoduje silną odpowiedź immunologiczną, prowadzącą do produkcji przeciwciał ochronnych. Większość zestawów do badania przeciwciał wyszukuje białko N w celu ustalenia, czy dana osoba była wcześniej zakażona wirusem – w przeciwieństwie do testów diagnostycznych, które wyszukują białko Spike w celu ustalenia, czy dana osoba jest obecnie zakażona.

„Wszyscy przyglądają się białku Spike, a mniej badań prowadzi się nad białkiem N” – powiedział Michael Casasanta, pierwszy autor artykułu i stażysta podoktorski w laboratorium Kelly. „Była taka luka. Dostrzegliśmy szansę — mieliśmy pomysły i zasoby, aby zobaczyć, jak wygląda białko N”.

Początkowo naukowcy zbadali sekwencje białek N ludzi, a także różnych zwierząt uznawanych za potencjalne źródła pandemii, takich jak nietoperze, cywety i łuskowce. Według Casasanty wszystkie wyglądały podobnie, ale wyraźnie się różniły.

„Sekwencje mogą przewidzieć strukturę każdego z tych N białek, ale nie można uzyskać wszystkich informacji na podstawie prognozy — trzeba zobaczyć rzeczywistą strukturę 3D” – powiedział Casasanta. „Połączyliśmy technologie, aby zobaczyć nową rzecz w nowy sposób”.

Naukowcy wykorzystali mikroskop elektronowy do zobrazowania zarówno białka N, jak i miejsca na białku N, w którym wiążą się przeciwciała, przy użyciu surowicy od pacjentów z Covid-19, a następnie opracowali komputerowy model 3D tej struktury. Odkryli, że miejsce wiązania przeciwciał pozostaje takie samo w każdej próbce, co czyni ją potencjalnym celem leczenia osób chorych na którykolwiek ze znanych wariantów wirusa COVID-19.

„Jeśli uda się zaprojektować lek tak, aby był ukierunkowany na miejsce wiązania białka N, może pomóc w zmniejszeniu stanu zapalnego i innych trwałych odpowiedzi immunologicznych na Covid-19, szczególnie u osób przewożących się długodystansowo z powodu Covid-19” – powiedziała Kelly, odnosząc się do osób, które doświadczają objawów Covid-XNUMX przez sześć tygodni lub dłużej.

Zespół zakupił od RayBiotech Life oczyszczone białka N, co oznacza, że próbki zawierały wyłącznie białka N, i zastosował je w mikrochipach opracowanych we współpracy z Protochips Inc. Mikrochipy są wykonane z azotku krzemu, w przeciwieństwie do bardziej tradycyjnego porowatego węgla, i zawierają cienkie dołki ze specjalnymi powłokami, które przyciągają białka N na swoją powierzchnię. Po przygotowaniu próbki szybko zamrożono i zbadano za pomocą mikroskopii krioelektronowej.

Kelly przyznała, że wyjątkowe połączenie mikrochipów, cieńszych próbek lodu i zaawansowanych mikroskopów elektronowych firmy Penn State wyposażonych w najnowocześniejsze detektory opracowane przez firmę Direct Electron pozwoliło jej zespołowi uzyskać wizualizację w najwyższej rozdzielczości lekkich cząsteczek wirusa SARS -CoV-2 jak dotąd.

„Połączenie technologii zaowocowało wyjątkowym odkryciem” – powiedział Kelly. „Wcześniej to było jak próba spojrzenia na coś zamarzniętego na środku jeziora. Teraz patrzymy na to przez kostkę lodu. Widzimy mniejsze obiekty ze znacznie większą liczbą szczegółów i większą dokładnością”.

# # #

Casasanta i Kelly są także powiązani z Instytutem Badań Materiałowych (MRI) w Penn State. Współautorami są GM Jonaid, BME oraz program dla absolwentów bioinformatyki i genomiki w Huck Institutes of the Life Sciences w Penn State; Liam Kaylor i Maria J. Solares, BME oraz program studiów podyplomowych z zakresu biologii molekularnej, komórkowej i integracyjnej w Huck Institutes of the Life Sciences; William Y. Luqiu, MRI i Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej na Uniwersytecie Duke; Mariah Schroen, rezonans magnetyczny; William J. Dearnaley, BME i MRI; Jared Wilson, RayBiotech Life; i Madeline J. Dukes, Protochips Inc.

Prace te sfinansowały Narodowy Instytut Raka Narodowych Instytutów Zdrowia i Centrum Onkologii Strukturalnej w Huck Institutes of the Life Sciences w Penn State.

####

Aby uzyskać więcej informacji, kliknij tutaj

Łączność:
Megan Lakatos
814-865-5544

@Penn State

Prawa autorskie © Penn State

Jeśli masz komentarz, proszę Kontakt my.

Wydawcy komunikatów prasowych, a nie 7th Wave, Inc. lub Nanotechnology Now, ponoszą wyłączną odpowiedzialność za dokładność treści.

Zakładka: