Naukowcy odkryli, w jaki sposób SARS-CoV-2 kumuluje mutacje swojego białka Spike (kolca), aby niezależnie tworzyć warianty, które są łatwiej przenośne i potencjalnie bardziej oporne na przeciwciała gospodarza. O wynikach swoich ustaleń poinformowali na łamach czasopisma „Science”. Przypomnijmy, że aplikowane aktualnie ludzkości tzw. szczepionki mRNA bazują przede wszystkim na zmuszeniu organizmu do wyprodukowania przeciwciał dla białka kolca. Jeżeli wirus przestanie używać białka S, lub go tak zmodyfikuje, że przeciwciała nie będą wystarczająco dobrze działać, to cały misterny plan szczepień pójdzie na marne.
Przypomnijmy jak działają tzw. szczepionki mRNA czyli dostępne aktualnie preparaty np. Pfizera czy Moderny.
– mRNA ze szczepionki jest wzorem do wyprodukowania określonej liczby białek kolca wirusa (białko S – od słowa „spike” oznaczającego w języku angielskim „kolec”, za pomocą którego koronawirus wnika do błony śluzowej gospodarza – przyp. red.), po czym się rozpada, zaś białka stają się wzorem do produkcji przeciwciał i komórek cytotoksycznych. Po czym też są niszczone. Dzięki temu, jeśli po szczepieniu koronawirus wniknie do naszego organizmu, spotyka się z gotowymi, „czekającymi” już na niego przeciwciałami neutralizującymi, które – jak sama nazwa wskazuje – neutralizują i nie pozwalają wirusowi się namnażać, oraz komórkami cytotoksycznymi, zabijającymi wirusa – wyjaśniała prof. Joanna Zajkowska z Kliniki Chorób Zakaźnych i Neuroinfekcji w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym w Białymstoku.
W skrócie: dzięki preparatom aktualnie aplikowanym ludziom wytwarzane są przeciwciała tylko na białko kolca wirusa.
Zespół badaczy z Duke Human Vaccine Institute wykazał np., że dzięki nabyciu mutacji w białku kolca, jeden z takich wariantów wirusa zyskał zdolność „przeskakiwania” z ludzi na norki i z powrotem.
Inne warianty – w tym Alpha, który pojawił się po raz pierwszy w Wielkiej Brytanii, Beta, który pochodzi z Afryki Południowej czy Gamma, po raz pierwszy zidentyfikowany w Brazylii – niezależnie od siebie rozwinęły takie mutacje kolców, które zwiększyły ich zdolność do szybkiego rozprzestrzeniania się w populacjach ludzkich i opierały się niektórym przeciwciałom.
„Kolec na powierzchni wirusa SARS-CoV-2 pomaga mu przedostawać się do wnętrza komórek gospodarza – tłumaczy starsza autorka badania dr Priyamvada Acharya. – Zmiany w białku kolców determinują więc zakaźność wirusa, to, jak daleko i jak szybko się rozprzestrzenia”.
„Niektóre warianty kolca występują w różnych czasach i różnych miejscach na całym świecie, a powstały niezależnie od siebie. Aby zwyciężyć z pandemią, musimy zrozumieć mechanikę tych mutacji” – dodaje.
Acharya i jej współpracownicy opracowali modele strukturalne do identyfikacji zmian w białku kolca. Za pomocą mikroskopii krioelektronowej mogli zwizualizować tę cząstkę na poziomie atomowym, a testy wiązania poszczególnych białek umożliwiły zespołowi odtworzenie działania prawdziwego wirusa. Następnie zespół wykorzystał analizę obliczeniową do zbudowania modeli pokazujących działające mechanizmy strukturalne.
„Budując szkielet kolca, mogliśmy zobaczyć, jak się on porusza i jak ten ruch zmienia się wraz z mutacjami – tłumaczy dr Rory Henderson, współautor publikacji. – Różne warianty kolców nie ruszają się w ten sam sposób, ale wykonują to samo zadanie. Warianty, które po raz pierwszy pojawiły się w Afryce Południowej i Brazylii, wykorzystują jeden mechanizm, podczas gdy wariant brytyjski i ten obecny u norek – inny”.
Eksperymenty pokazały jednak, że wszystkie nowe warianty – powstałe w wyniku mutacji białek kolca – wykazują zwiększoną zdolność do wiązania się z komórkami gospodarza, a w szczególności z receptorem ACE2. Te same mutacje przyczyniły się jednocześnie do powstania wirusów mniej podatnych na przeciwciała gospodarza, budząc obawy, że ciągła kumulacja mutacji kolców może zmniejszyć skuteczność obecnych szczepionek.
„Nasze badanie rzuciło światło na złożoność tego – podsumowują autorzy. – To zdumiewające, jak wiele różnych sposobów ma on na to, aby stawać się bardziej zakaźnym i inwazyjnym. Natura jest sprytna”.
Źródło: PAP
