Forskere overalt i verden kæmper for at udvikle potentielle vacciner og lægemidler til bekæmpelse af den nye coronavirus, kaldet SARS-Cov-2. Nu har en gruppe forskere fundet ud af molekylstrukturen af et nøgleprotein, som coronavirus bruger til at invadere humane celler, og potentielt åbner døren til udviklingen af en vaccine, ifølge nye fund.
Tidligere forskning afslørede, at coronavirus invaderer celler gennem såkaldte "spike" -proteiner, men disse proteiner antager forskellige former i forskellige coronavirus. At finde ud af formen på spidsproteinet i SARS-Cov-2 er nøglen til at finde ud af, hvordan man skal målrette mod virussen, sagde Jason McLellan, seniorforfatter af undersøgelsen og lektor i molekylær biovidenskab ved University of Texas i Austin.
Alt om COVID-19
-Se liveopdateringer om den nye coronavirus
-Hvor dødbringende er COVID-19?
-Hvordan sammenlignes den nye coronavirus med influenza?
-Hvorfor mangler børn fra coronavirus-udbrud?
Selvom coronavirus bruger mange forskellige proteiner til at replikere og invadere celler, er piggeproteinet det vigtigste overfladeprotein, som det bruger til at binde til en receptor - et andet protein, der fungerer som en døråbning til en menneskelig celle. Efter at piggeproteinet binder til den humane cellereceptor, smelter den virale membran med den humane cellemembran, hvilket tillader, at virusets genom kommer ind i humane celler og begynder infektion. Så "hvis du kan forhindre tilknytning og fusion, vil du forhindre indrejse," fortalte McLellan til Live Science. Men for at målrette dette protein, skal du vide, hvordan det ser ud.
Tidligere denne måned offentliggjorde forskere genomet SARS-Cov-2. Ved hjælp af dette genom identificerede McLellan og hans team i samarbejde med National Institute of Health (NIH) de specifikke gener, der koder for spike-proteinet. De sendte derefter denne geninformation til et firma, der skabte generne og sendte dem tilbage. Gruppen injicerede derefter disse gener i pattedyrceller i en laboratoriefat, og disse celler producerede piggeproteinerne.
Dernæst skabte gruppen ved hjælp af en meget detaljeret mikroskopiteknologi kaldet kryogen elektronmikroskopi et 3D "kort" eller "plan" af spideproteinerne. Blueprint afslørede molekylets struktur og kortlagede placeringen af hvert af dets atomer i rummet.
"Det er imponerende, at disse forskere var i stand til at få strukturen så hurtigt," sagde Aubree Gordon, lektor i epidemiologi ved University of Michigan, som ikke var en del af undersøgelsen. "Det er et meget vigtigt skridt fremad og kan hjælpe med at udvikle en vaccine mod SARS-COV-2."
Stephen Morse, en professor ved Columbia University's Mailman School of Public Health, som heller ikke var en del af undersøgelsen er enig. Spike-proteinet "ville være det sandsynlige valg for hurtig udvikling af vaccineantigener" og behandlinger, fortalte han Live Science i en e-mail. At kende strukturen ville være "meget nyttigt i udviklingen af vacciner og antistoffer med god aktivitet", hvilket også ville producere større mængder af disse proteiner, tilføjede han.
Holdet sender disse atomære "koordinater" til snesevis af forskningsgrupper over hele verden, der arbejder på at udvikle vacciner og medikamenter til at målrette SARS-CoV-2. I mellemtiden håber McLellan og hans team på at bruge kortet over spidsproteinet som grundlag for en vaccine.
Når udenlandske indtrængende, såsom bakterier eller vira, invaderer kroppen, kæmper immunceller tilbage ved at producere proteiner, der kaldes antistoffer. Disse antistoffer binder til specifikke strukturer på den fremmede invaderer, kaldet antigenet. Men det kan tage tid at producere antistoffer. Vacciner er døde eller svækkede antigener, der træner immunsystemet til at skabe disse antistoffer, før kroppen udsættes for virussen.
I teorien kunne selve spideproteinet "enten være vaccinen eller varianter af en vaccine," sagde McLellan. Når du injicerer denne pigge-proteinbaserede vaccine, "ville mennesker fremstille antistoffer mod piggen, og hvis de nogensinde blev udsat for den levende virus," ville kroppen være forberedt, tilføjede han. Baseret på tidligere forskning, de gjorde på andre coronavira, introducerede forskerne mutationer eller ændringer for at skabe et mere stabilt molekyle.
Faktisk "molekylet ser rigtig godt ud; det er virkelig godt opført; strukturen viser, at molekylet er stabilt i den rigtige bekræftelse af, at vi håbede på," sagde McLellan. "Så nu vil vi og andre bruge molekylet, som vi oprettede som grundlag for vaccine-antigen." Deres kolleger på NIH vil nu injicere disse pigproteiner i dyr for at se, hvor godt proteinerne udløser antistofproduktion.
McLellan mener stadig, at en vaccine sandsynligvis er omkring 18 til 24 måneder væk. Det er "stadig ret hurtigt sammenlignet med normal vaccineudvikling, hvilket kan tage 10 år," sagde han.
Resultaterne blev offentliggjort i dag (19. februar) i tidsskriftet Science.
