Ученые узнают, что менее изученный регион пандемического коронавируса распознается антителами, борющимися с инфекцией COVID-19. Эти антитела были идентифицированы в образцах крови ранее инфицированных пациентов, и было обнаружено, что они эффективно предотвращают заражение вирусом клеток.
Белок спайка коронавируса – это ключ, который открывает дверь в клетку, а антитела связываются с белком спайка, чтобы заблокировать эту функцию. Большое внимание было уделено изучению антител, которые нацелены на рецептор-связывающий домен на спайковом белке коронавируса. (Рецептор-связывающий домен спайка отвечает за запуск слияния вируса с клеткой-хозяином для достижения захвата.)
Однако некоторые из выздоровевших антител пациентов блокировали коронавирус, связываясь с другим местом на шипе вируса – N-концевым доменом. Недавнее исследование показало, что эти антитела были такими же сильными, как и те, которые связываются с рецептор-связывающим доменом.
Использование электронной крио-микроскопии (криоЭМ) для картирования места связывания этих антител показало, что все антитела, предотвращающие инфекцию, связываются в одном месте N-концевого домена. Исследование, опубликованное в Cell, продемонстрировало, что эти антитела защищают сирийских хомяков от SARS-CoV-2, коронавируса, вызывающего COVID-19 у людей.
Дополнительные недавние результаты показывают, что вирус медленно бросает вызов этим антителам, которые приобретают люди. Вирус адаптируется к этим антителам, накапливая мутации, которые помогают вирусу избежать этих защитных механизмов, становясь так называемыми вызывающими озабоченность вариантами.
Некоторые из этих вариантов, например варианты, впервые обнаруженные в Соединенном Королевстве и Южной Африке, содержат мутации, которые, по-видимому, делают вирус менее уязвимым для нейтрализующей силы антител к N-концевому домену.
"Несколько вариантов SARS-CoV-2 несут мутации в суперсайте N-концевого домена," исследователи отметили. "Это говорит о продолжающемся избирательном давлении."
Они добавили, что исследование этих механизмов нейтрализации позволяет выявить некоторые нетрадиционные способы, которыми N-концевой домен вируса приобретает устойчивость к антителам, и именно поэтому варианты N-концевого домена требуют более тщательного наблюдения.
Старшие авторы статьи о клетках – Дэвид Вислер, доцент биохимии Медицинской школы Вашингтонского университета в Сиэтле, а также Маттео Самуэле Пиццуто и Давид Корти из Humabs Biomed SA, дочерней компании Vir Biotechnology. Ведущими авторами являются Мэтью МакКаллум из отдела биохимии медицинской школы UW и Анна Де Марко из Humabs Biomed.
Антитела к N-концевому домену в этом исследовании были получены из В-клеток памяти, которые представляют собой белые кровяные тельца, которые могут постоянно распознавать ранее встреченный патоген и повторно запускать иммунный ответ.
Антитела, специфичные к N-концевому домену, вероятно, действуют совместно с другими антителами, вызывая многостороннее восстание против коронавируса. Антитела к N-концевому домену, по-видимому, ингибируют слияние вируса с клеткой. Вместе с тем другая часть антитела, называемая константным фрагментом, также может активировать некоторые другие подходы организма к уничтожению вируса.
"Это исследование показывает, что антитела, направленные на NTD, играют важную роль в иммунном ответе на SARS-CoV-2 и, по-видимому, вносят ключевой вклад в селективное давление на вирусную эволюцию и появление вариантов," сказал Вислер
Продолжение исследований антител, нейтрализующих N-концевой домен, может привести к усовершенствованию терапевтических и профилактических противовирусных препаратов для COVID-19, а также способствовать разработке новых вакцин или оценке существующих.
Например, пациенты, выздоровевшие от COVID-19 и позже получившие первую дозу мРНК-вакцины, могут испытывать повышение уровня нейтрализующих антител к их N-концевому домену. Кроме того, смесь антител, нацеленных на различные критические области коронавируса, также может быть многообещающим подходом для изучения медиками, чтобы увидеть, обеспечивает ли он широкую защиту от вариантных штаммов.
Исследователи подчеркнули, что, хотя существующие вакцины "развертываются беспрецедентными темпами, сроки крупномасштабного производства и распространения среди достаточно большого населения для обеспечения иммунитета сообщества все еще остаются неопределенными."
Они объясняют, что противовирусные препараты будут играть роль в борьбе с болезнями во время продолжающейся пандемии. По словам исследователей, они, вероятно, будут особенно полезны для непривитых людей и для тех, кто не получил достаточно сильного иммунного ответа от своих прививок.
Противовирусные препараты также могут оказаться жизненно важными, когда иммунитет от предыдущей инфекции или от вакцинации ослабевает, или когда появляются мутантные штаммы, которые прорываются сквозь защиту вакцинации.