Місце зв’язування антитіла зберігається у різних варіантах вірусу COVID-19: структурне відкриття може мати наслідки як терапевтична мішень у всіх варіантах SARS-CoV-2

Перевидано Платоном

читають: 0

Головна > прес > Місце зв’язування антитіла зберігається у всіх варіантах вірусу COVID-19: структурне виявлення може мати значення як терапевтична мішень у всіх варіантах SARS-CoV-2

Дослідницька група штату Пенсільванія виявила, що білок N на SARS-CoV-2 зберігається в усіх пандемічних коронавірусах, пов’язаних із SARS (угорі зліва: SARS-CoV-2, циветта, SARS-CoV, MERS). Білок відрізняється від інших коронавірусів, таких як ті, що викликають застуду (внизу зліва: OC43, HKU1, NL63 і 229E). КРЕДИТ Kelly Lab/Penn State

Анотація:
Крихітний білок SARS-CoV-2, коронавірусу, який викликає COVID-19, може мати великі наслідки для майбутніх методів лікування, вважає команда дослідників Пенсільванія.

Місце зв’язування антитіл, збережене у всіх варіантах вірусу COVID-19: Структурне виявлення може мати значення як терапевтична мішень у всіх варіантах SARS-CoV-2

Юніверсіті Парк, Пенсільванія | Опубліковано 9 квітня 2021 р

Використовуючи новий набір підходів, вчені розкрили першу повну структуру білка нуклеокапсиду (N) і з’ясували, як антитіла пацієнтів із COVID-19 взаємодіють із цим білком. Вони також визначили, що структура виглядає подібною для багатьох коронавірусів, включаючи останні варіанти COVID-19, що робить його ідеальною мішенню для передових методів лікування та вакцин. Вони повідомили про свої результати в Nanoscale.

«Ми виявили нові особливості в структурі N-білка, які можуть мати значний вплив на тестування антитіл і довгострокові наслідки всіх пандемічних вірусів, пов’язаних із ГРВІ», — сказала Деб Келлі, професор біомедичної інженерії (BME), кафедра молекулярної біофізики Хака. і директор Пенсійського державного центру структурної онкології, який керував дослідженням. «Оскільки виявилося, що білок N зберігається у всіх варіантах SARS-CoV-2 і SARS-CoV-1, терапевтичні засоби, призначені для націлювання на білок N, потенційно можуть допомогти усунути більш гострі або тривалі симптоми, які відчувають деякі люди».

Більшість діагностичних тестів і доступних вакцин проти COVID-19 були розроблені на основі більшого білка SARS-CoV-2 — білка Spike — де вірус прикріплюється до здорових клітин, щоб почати процес інвазії.

Вакцини Pfizer/BioNTech і Moderna були розроблені, щоб допомогти реципієнтам виробляти антитіла, які захищають від білка Spike. Однак, за словами Келлі, білок Спайк може легко мутувати, в результаті чого з’явилися варіанти у Сполученому Королівстві, Південній Африці, Бразилії та Сполучених Штатах.

На відміну від зовнішнього білка Spike, протеїн N укладений у вірус, захищений від тиску навколишнього середовища, який викликає зміни білка Spike. Однак у крові білок N вільно плаває після того, як він вивільняється з інфікованих клітин. Вільний білок викликає сильну імунну відповідь, що призводить до вироблення захисних антитіл. Більшість наборів для тестування на антитіла шукають білок N, щоб визначити, чи була людина раніше інфікована вірусом, на відміну від діагностичних тестів, які шукають білок Spike, щоб визначити, чи зараз людина інфікована.

«Усі дивляться на білок Спайк, а на білок N проводиться менше досліджень», — сказав Майкл Касасанта, перший автор статті та докторант лабораторії Келлі. «Був цей розрив. Ми побачили можливість — у нас були ідеї та ресурси, щоб побачити, як виглядає білок N».

Спочатку дослідники досліджували послідовності білків N від людей, а також різних тварин, які вважалися потенційними джерелами пандемії, таких як кажани, циветти та панголіни. За словами Касасанти, усі вони виглядали схожими, але явно різними.

«Послідовності можуть передбачити структуру кожного з цих білків N, але ви не можете отримати всю інформацію з передбачення — вам потрібно побачити фактичну 3D-структуру», — сказав Касасанта. «Ми об’єднали технологію, щоб побачити нове по-новому».

Дослідники використовували електронний мікроскоп, щоб отримати зображення білка N і місця на білку N, де зв’язуються антитіла, використовуючи сироватку крові пацієнтів з COVID-19, і розробили 3D-комп’ютерну модель структури. Вони виявили, що місце зв’язування антитіл залишається незмінним у кожному зразку, що робить його потенційною мішенню для лікування людей з будь-яким із відомих варіантів COVID-19.

«Якщо терапію можна розробити так, щоб націлюватися на сайт зв’язування білка N, це може допомогти зменшити запалення та інші тривалі імунні відповіді на COVID-19, особливо у далекобійників COVID», — сказала Келлі, маючи на увазі людей, які відчувають симптоми COVID-19. протягом шести тижнів або довше.

Команда придбала очищені N-білки, тобто зразки містили лише N-білки, від RayBiotech Life і застосували їх до мікрочіпів, розроблених у партнерстві з Protochips Inc. Мікрочіпи виготовлені з нітриду кремнію, на відміну від більш традиційного пористого вуглецю, і вони містять тонкі лунки зі спеціальними покриттями, які притягують білки N до їх поверхні. Після підготовки зразки швидко заморожували та досліджували за допомогою кріоелектронної мікроскопії.

Келлі відзначила унікальну комбінацію мікрочіпів, тонших зразків льоду та передових електронних мікроскопів Penn State, оснащених найсучаснішими детекторами, налаштованими компанією Direct Electron, для забезпечення найвищої роздільної здатності візуалізації молекул низької ваги від SARS. -CoV-2 поки що.

«Поєднання технологій призвело до унікальної знахідки», — сказав Келлі. «Раніше це було як спроба подивитися на щось, що замерзло посеред озера. Тепер ми дивимося на це через кубик льоду. Ми можемо бачити менші об’єкти з більшою кількістю деталей і більшою точністю».

# # #

Касасанта та Келлі також пов’язані з Інститутом дослідження матеріалів Пенсільванія (MRI). У співавторстві Г.М. Джонейд, аспірантська програма BME та біоінформатики та геноміки в Інституті наук про життя імені Хака Пенсільванського штату; Ліам Кейлор і Марія Дж. Соларес, аспірантська програма BME та молекулярних, клітинних та інтегративних біонаук в Інституті наук про життя Хака; Вільям Ю. Лукіу, МРТ і кафедра електротехніки та комп’ютерної інженерії в Університеті Дьюка; Марія Шроен, МРТ; Вільям Дж. Дірналі, БМЕ та МРТ; Джаред Вілсон, RayBiotech Life; і Медлін Дж. Дьюкс, Protochips Inc.

Національний інститут раку Національного інституту здоров’я та Центр структурної онкології в Інституті наук про життя імені Хака в Пенсільванському штаті профінансували цю роботу.

####

Для отримання додаткової інформації натисніть тут

Контакти:
Меган Лакатос
814-865-5544

@penn_state

Авторське право © Penn State

Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.

Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.

Закладка: