Univerzális COVID-vakcina?

A Science folyóiratban augusztus 15-én jelent meg a Houston székhelyű Rice University kutatóinak cikke, amelyben újabb felfedezésről számoltak be a COVID-19 elleni küzdelemben: sikerült atomi szinten leírni, hogyan fertőzi meg az emberi sejteket a SARS-CoV-2 vírus, és új módszert fejlesztettek ki arra, hogyan lehet megakadályozni a fertőzést.

A SARS-CoV-2 a tüskefehérje segítségével kötődik az emberi sejteken lévő angiotenzin-konvertáló enzim 2 (ACE2) receptor fehérjéhez, majd elindít egy olyan folyamatot, amely lehetővé teszi számára a sejtbe való bejutást. A spike (tüske) fehérje két fő részből áll: az S1 doménből, amely a vírus különböző törzsei között nagymértékben eltér, és az S2 doménből, amely a különböző koronavírus variánsok között nagymértékben konzervált. Ez a hasonlóság teszi az S2 domént ígéretes célpontjává az olyan vakcináknak és egyéb terápiás módszereknek, amelyek a vírus számos variánsa ellen is hatékony védelmet biztosíthatnak.

A számítógépes szimulációk és az elméleti előrejelzések, valamint a fehérje térszerkezeti információinak - beleértve a kezdeti és végső konfigurációkat, valamint a vírus behatolása során kialakuló köztes állapotokat - kombinálásával a kutatók részletes képet kaptak a fertőzési folyamatról, minden eddiginél pontosabb, atomi szinten.

“A tüskefehérje ezen köztes állapotainak megértése új lehetőségeket teremt a kezelés és a megelőzés számára” - nyilatkozta Jose Onuchic, a kutatás vezetője. “Munkánk jól mutatja, hogy milyen fontos az elméleti és a kísérleti megközelítések kombinálása az olyan összetett problémák megoldásához, mint a vírusfertőzések.”

A Yale kutatói a krio-elektron-tomográfiának nevezett fejlett képalkotó technika segítségével részletes pillanatfelvételeket készítettek a tüskefehérje térszerkezetének azon változásairól, amelyek a fertőzés folyamata során végbemennek. A felvételek alapján olyan antitesteket hoztak létre, amelyek az S2 domén egy bizonyos részéhez, az úgynevezett stem-hélixhez kötődnek, így képesek megakadályozni, hogy a tüskefehérje az ACE2-fúzióhoz szükséges formába visszahajtódjon, azaz közvetett módon megakadályozza, hogy a vírus bejusson az emberi sejtekbe.

A tanulmány nagyon részletes képet nyújt arról, hogy a tüskefehérje hogyan változtatja meg alakját a fertőzés során, és hogy az antitestek hogyan tudják blokkolni ezt a folyamatot. Ez a molekuláris betekintés új lehetőségeket nyit meg a koronavírus törzsek széles körét célzó vakcinák és terápiák tervezése előtt.

A kutatás sikere azon múlt, hogy az elméleti modellek és kísérletes adatok kombinálásával a fehérje olyan köztes állapotait lehetett rögzíteni, amelyek korábban ismeretlenek voltak. Ez az integrált megközelítés tette lehetővé, hogy atomi szinten leírható legyen a fertőzési folyamat. A konzervált S2 domén célba vételével a kutatók olyan vakcinákat és terápiás eljárásokat fejleszthetnek ki, amelyek a vírus sorozatos mutációi ellenére is hatékonyak maradnak.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

New insights into COVID-19 spike protein offer hope for universal vaccines

Structure and inhibition of SARS-CoV-2 spike refolding in membranes

Irodalmi hivatkozás:

Grunst, M. W., et al. (2024). Structure and inhibition of SARS-CoV-2 spike refolding in membranes. Science. doi.org/10.1126/science.adn5658.