Взялись за шипы: найдено слабое место коронавируса

Команда ученых из Университета Миннесоты изучила структуру нового коронавируса и нашла его слабое место. Новые данные можно будет использовать для создания противовирусных препаратов, рассчитывают авторы работы. Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Вирус SARS-CoV-2 тесно связан с вирусом SARS, который вызвал эпидемию атипичной пневмонии в 2002-2003 годах. Команда под руководством профессора Фань Ли разобралась, как мутации, изменившие белковую структуру SARS-CoV-2, позволили ему более надежно присоединяться к клеткам человека, чем его предшественнику.

«В целом, изучив, какие структурные особенности вирусных белков наиболее важны для установления контакта с клетками человека, мы можем разработать препараты, которые находят их и блокируют их активность»,

— говорит Ли.

При инфицировании белковый шип на поверхности вириона SARS-CoV-2 прикрепляется к белку-рецептору на поверхности клеток человека — в частности, клеток легких. Исследователи сравнивают это с попаданием ключа в замочную скважину.

Изучая особенности шипов SARS-CoV-2 и рецепторов человеческих клеток с помощью рентгена, Ли и его коллеги впервые обнаружили, что всего лишь несколько мутаций сделали молекулярный «гребень» шипа более компактным, чем аналогичная структура у возбудителя атипичной пневмонии. Это и другие изменения помогли SARS-CoV-2 надежнее прикрепляться к рецепторам, эффективнее инфицировать клетки человека и быстрее распространяться.

Также исследователи обнаружили, что коронавирус, поражающий летучих мышей, способен распознавать тот же рецептор человека, что и SARS-CoV-2, но плохо к нему прикрепляется. Именно мутации в белке, формирующем шип, позволили вирусу развиться в опасный для людей SARS-CoV-2. Предыдущая работа Ли показала, что SARS в свое время появился из-за одной конкретной мутации, которая дала ему возможность поражать человеческий организм. Для перехода SARS-CoV-2 от мышей к людям, очевидно, потребовалось несколько мутаций.

«Нашу работу можно использовать для создания моноклональных антител, которые будут распознавать и нейтрализовывать связывающиеся с рецепторами части белковых шипов, — говорит Ли. — Или же часть шипа может стать основой вакцины.

В целом, это исследование может быть полезным в разработке стратегий борьбы с вирусом, основанных на том, как он связывается с рецепторами».

Кроме того исследователи изучили два коронавируса, полученных от панголинов. Один из, как оказалось, тоже способен связываться с рецепторами человека, что могло сделать панголинов промежуточными носителями вируса. Также это может повлиять на появление новых коронавирусов в будущем.

Коронавирусы от панголинов ранее получила другая группа исследователей. Коронавирусы панголинов имели 85-92% геномное сходство с SARS-CoV-2. Однако специфических изменений, свойственных для этого штамма, у них не было.

Кроме того, поражающий летучих мышей коронавирус RaTG13 схож с SARS-CoV-2 сильнее, чем вирусы панголинов.

Авторы работы, впрочем, и не пытались доказать, что именно панголины стали источником SARS-CoV-2 у людей — скорее, они стремятся предупредить о риске заражения от них в будущем.

«Обнаружение нескольких штаммов коронавируса у панголинов и их сходство с SARS-CoV-2 позволяет предположить, что панголины должны рассматриваться как возможные хозяева при появлении новых коронавирусов и не должны поступать в продажу во избежание передачи инфекции», — отметили они.

Питер Дасзак, президент организации EcoHealth Alliance, которая занимается вопросами передачи инфекций между животными и людьми, подчеркнул — хотя торговля панголинами довольно распространена, в большинстве случаев продаются их высушенные части, что делает вероятность заразиться от них практически нулевой.

Ученые допускают, что вирус мог мутировать и без промежуточного носителя, попав к человеку непосредственно от мышей. Кроме того, не обязательно источником вспышки стал именно рынок в Ухане — в южной части Китая много животноводческих ферм, где выращивают и кур, и цивет, и дикобразов, и бамбуковых крыс — и все это в условиях, способствующих распространению вируса, поясняет Дасзак.

Мыши могли заразить каких-либо животных, те — сотрудников и посетителей фермы, а они, посетив рынок, распространили инфекцию.

Также пока не определено, когда вирус стал так легко передаваться от человека к человеку. Возможно, эта способность появилась еще до того, как он попал от животных к людям. Но она могла развиться и после того, как он какое-то время уже циркулировал среди людей.