Najnowsze badania białka odpowiedzialnego za wiązanie się koronawirusa z komórkami ludzkimi - to nadzieja na znalezienie lekarstwa

Najnowsze badania nad budową białka szczytowego koronawirusa pokazują, że w porównaniu z SARS, wirus SARS-CoV-2 wypracował nowe strategie wiązania się z ludzkim receptorem. Jest skuteczniejszy i szybszy w infekowaniu naszych komórek. Naukowcy zakładają, że dzięki temu odkryciu będzie można zaprojektować lek blokujący aktywność białka.

NoweKolejne badania nad strukturą tzw. białka szczytowego (białko Spike, S), znajdującego się na powierzchni wirusa SARS-CoV-2, być może przybliżają nas do znalezienia skutecznego leku na COVID-19. Wyniki badań przeprowadzonych na Uniwersytecie Minnesoty pod kierunkiem dr Fanga Li, zostały opublikowane w czasopiśmie "Nature". Ta publikacja udostępniona została jeszcze przed ostateczną redakcją, aby inni naukowcy mogli się szybko zapoznać się z wnioskami.

Do badania struktury białka Spike zespół naukowców wykorzystał krystalografię rentgenowską (metoda pozwalająca szczegółowo ustalić strukturę związków chemicznych), dzięki której powstał model 3D białka S, a dokładniej tego miejsca, którym koronawirus przyłącza się do receptorów w ludzkich komórkach. Naukowcy szukali odpowiedzi na pytanie, jakie cechy strukturalne białka są najistotniejsze przy nawiązywaniu tego "kontaktu".

Podczas infekcji białko Spike znajdujące się na powierzchni cząsteczki koronawirusa, na czymś w rodzaju wypustek, przyczepia się do ludzkiego białka receptorowego na powierzchni komórki. Celuje głównie w komórki płuc. Receptor ludzki i białko Spike są jak zamek i otwierający go klucz - jak obrazowo tłumaczą to naukowcy.

Opracowany w 3D model pozwolił odkryć, że zaledwie kilka mutacji spowodowało, że molekularny "grzbiet" białka Spike stał się bardziej zwarty niż w wirusie SARS, który atakował ludzi w latach 2002-2003. To może być jeden z powodów - piszą naukowcy - dla których nowy koronawirus tak sprawnie atakuje ludzkie komórki.

Struktura białka S, widoczna w 3D uświadamia nam, że w porównaniu z wirusem SARS, wirus SARS-CoV-2 wypracował nowe strategie wiązania się z ludzkim receptorem. To w efekcie spowodowało, że znacznie sprawniej infekuje ludzkie komórki i szybciej się rozprzestrzenia.

- mówi dr Fang Li, który od stycznia bada nowego koronawirusa. Cel naszej pracy - tłumaczy - to jak najlepsze poznanie struktury białka, biorącego udział w wiązaniu się z receptorami ludzkimi. Znając działanie tej cząsteczki, łatwiej znaleźć odpowiednie lekarstwo. Można bowiem tak zaprojektować lek, aby wyszukiwał i zaburzał działanie kluczowych fragmentów białka i blokował jego aktywność.

Zobacz wideo Władze Wenecji dezynfekują miejsca publiczne w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się koronawirusa [Źródło: Storyful/x-news]

Skąd jednak nowy koronawirus "przeskoczył" na ludzi?

Doskonałość działania tego jakby haka, którym koronawirus doczepia się do ludzkich receptorów, budzi podziw naukowców, jeśli można tak powiedzieć. Jest naprawdę bardzo skuteczny. Stąd taka trudność w zwalczaniu zakażenia. Podobnie doskonałe dostosowanie białka szczytowego do ludzkich receptorów znaleziono u łuskowców. W wirusach, wyizolowanych od tych zwierząt, widać jak bardzo struktura białka S przypomina tę w SARS-CoV-2.

W wirusach znalezionych u nietoperzy natomiast ten fragment jest inaczej zbudowany i prawdopodobnie musiałby przejść najpierw szereg mutacji, zanim zdołałby zaatakować człowieka. Te obserwacje być może przybliżają nas do odpowiedzi na pytanie, gdzie znajduje się ogniwo pośrednie koronawirusa.

Zespół badawczy wyraża nadzieję, że ich obserwacje pomogą laboratoriom przy opracowywaniu leków i szczepionki na koronawirusa. Być może też - mają nadzieję naukowcy - można by wykorzystać jakąś część, wyizolowaną z białka szczytowego, do stworzenia szczepionki. 

Do modelowania wykorzystano niewielkie fragmenty koronawirusa. Naukowcy mają świadomość, że wciąż jest jeszcze wiele do odkrycia.

Autorami badania są Jian Shang, Gang Ye, Ke Shi, Yushun Wan, Chuming Luo, Hideki Aihara, Qibin Geng, Ashley Auerbach oraz Fang Li z University of Minnesota w Saint Paul w Stanach Zjednoczonych.

Źródło: ScienceAlert.com, Nature,