Результаты, которые появляются в выпуске 29 ноября 2013 журнала Science, внимания на белок, известный как гликопротеин конверта E2.«Мы взволнованы этим развитием», сказал Иэн А. Уилсон, профессор Хансена Структурной Биологии в TSRI и ведущем авторе нового исследования с доцентами TSRI Мансуном Лоу и Эндрю Б. Уордом. «Было очень трудно получить структуру с высоким разрешением E2, и потребовались годы кропотливой работы, чтобы наконец достигнуть этого».
Любая успешная вакцина против гепатита С, вероятно, будет предназначаться для белка E2. Ученые уже изолировали редкие антитела от пациентов, которые могут связать E2 способами, которые нейтрализуют широкий диапазон вирусных напряжений.«Нашей команде потребовались шесть лет, чтобы взломать эту очень трудную научную проблему, но мы не сдавались», было сказано в Законе. «Теперь, когда мы можем визуализировать структурные детали этих связывающих участков, мы можем проектировать молекулы вакцины, которые подражают им».Тихий убийца
Долго была насущная необходимость в эффективной вакцине против вируса гепатита С. После того, как ограниченный изолированными географическими регионами, вирусное распространение глобально в течение 20-го века, в основном через переливания крови, не стерилизовавшие медицинские инструменты и снова использованные шприцы для подкожных инъекций. Хотя больницы проверили препараты крови на вирус гепатита С (HCV), так как начало 1990-х, целых 200 миллионов человек в настоящее время, как думают, предоставляют кров вирусу. Они включают больше чем 3 миллиона человек в Соединенные Штаты, где вирус ответственен за большее количество смертельных случаев каждый год, чем ВИЧ.
HCV смог распространиться так широко, потому что он, как правило, вызывает немногих или никакие признаки, когда он заражает кого-то. Во многих случаях это устанавливает долгосрочную инфекцию печени, повреждая его медленно в течение многих десятилетий – пока цирроз печени и/или рак не развиваются. «Это известно как ‘тихий убийца’», было сказано в Законе.
Дорогая и опасная пересадка печени часто – единственный способ спасти пациенту жизнь. Некоторые противовирусные препараты полезны в рассмотрении и даже лечении хронической инфекции HCV, но более эффективные чрезвычайно дорогие – и самые HCV-уверенные люди даже не знают, что они заражены и нуждаются в лечении.
Вакцина HCV могла положить конец глобальной пандемии, предотвратив новые инфекции. «Это могло быть дано людям, когда они молоды и здоровы, и они никогда не должны были бы волноваться о заболевании HCV-связанными заболеваниями печени», сказал Уорд.Однако как ВИЧ и некоторые другие вирусы, HCV использует несколько эффективных контрмер, чтобы уклониться от иммунной системы. Они включают быстро видоизменяющиеся регионы на белке E2, которые гарантируют, что антитела к одному напряжению HCV, как правило, неэффективны против других напряжений.
Белок E2 также покрывает себя относительно защищенными от антитела сахарными молекулами.Чтобы победить эти вирусные контрмеры, ученые хотели «видеть» строение атома с высоким разрешением HCV, особенно E2 и его связывающий участок рецептора CD81, который не варьируется очень от напряжения до напряжения.
В последние годы лаборатория и другие Закона изолировали антитела, которым удается достать эту относительно сохраненную область E2, таким образом блокируя инфекционность большой части напряжений HCV. В принципе вакцина, которая побуждает тело делать подобные антитела, эффективно и дешево привила бы людей против большей части их риска инфекции HCV.Непослушный E2
Но точно имитация этим связывающим участкам антитела в вакцине означает сначала определять их структуры с высоким разрешением, который был трудным даже попытаться. «Обычно, при попытке выразить белок E2 в культивируемых клетках, Вы или не можете выразить его в полезных количествах, или Вы можете, но он соединиться и становитесь большим беспорядком», сказал Леопольд Кун, научный сотрудник в лаборатории Уилсона, который был ведущим автором исследования.В течение последних нескольких лет Кун и его коллеги управляли десятками экспериментов, чтобы найти правильный способ изменить E2 – достаточно, который белок не соединяет так легко и также так, чтобы связывающие участки антитела сохранялись.
Это позволило бы белку быть разрешимым и достаточно чистым, чтобы вырастить кристаллы, чтобы определить его структуру техникой, известной как кристаллография рентгена. «Это было Гераклово усилие», сказал Уорд. «Это – один из самых трудных и нестабильных вирусных белков конверта вокруг».В конце команда добилась успеха, используя немного измененную версию E2 – ядра E2 – с некоторыми его гликанами (сахарные молекулы) и внешняя переменная и удаленные сегменты стебля. Ученые тогда смогли получить структуру с высоким разрешением белка, в то время как это было связано с известным широко нейтрализующим антителом, развитым в TSRI. Ученые, тогда развитые отображением более полная версия E2, используя электронную микроскопию, чтобы расширить структурную модель.
Когда наконец показано, структура E2 удивила исследователей. «Считалось, что E2 HCV принадлежит семье вирусных белков сплава, названных белками сплава класса 2, который включает белки конверта для Западного Нила и вирусы денге, например», сказал Кун. «Но мы показали, что E2 структурно отличен и вероятно работает по-другому, чем, что было широко принято».На основе новых структурных данных Закон и коллеги в TSRI уже проектируют и проверяют новые стимулирующие антитело компоненты будущей вакцины HCV. «Наличие структуры E2, конечно, помогло нам», было сказано в Законе.