Исследователи идентифицируют потенциальные мишени коронавирусной вакцины и терапии

Исследователи показывают, что антитела, которые могут нейтрализовать вирус, вызывающий SARS, могут понизить возможности коронавируса заражать клетки в лабораторных исследованиях.

Учитывая, что число случаев COVID-19 во всем мире превышает 100 000, исследователи ищут способы предотвращения новых вирусных атак.

Новый коронавирус, получивший название SARS-CoV-2, имеет сильное сходство с другими вирусами семейства коронавирусов, особенно теми, которые вызывают SARS и MERS.

Недавно в журнале Cell появились две новые статьи, в которых исследуется, как SARS-CoV-2 поражает клетки.

Итак, как именно вирус попадает в клетки и почему это важно знать?

Понимание молекул-мишеней, которые облегчают проникновение вируса в клетки, имеет первостепенное значение для определения того, как остановить этот процесс.

В обеих статьях сообщается, что SARS-CoV-2 использует тот же механизм проникновения, что и вирус SARS (SARS-CoV).

Что еще более важно, обе исследовательские группы искали способы нарушить этот процесс, используя ингибитор фермента и антитела против вируса SARS.

Путь заражения коронавирусом

Новый коронавирус, SARS-CoV-2, представляет собой тип вируса, называемый вирусом РНК с оболочкой.

Это означает, что его генетический материал закодирован в одноцепочечных молекулах РНК, окруженных клеточной мембраной, взятой из клетки, которую он в последний раз заразил.

Когда зараженные вирусы заражают клетку, они делают это с помощью двухэтапного процесса.

Первый шаг включает установление связи с рецептором на поверхности клетки-мишени. Второй — это слияние с клеточной мембраной, либо на поверхности клетки, либо внутри.

В случае коронавирусов первый этап требует, чтобы специфические белки в вирусной оболочке, называемые белками spike (S), подвергались биохимической модификации. Этот этап называется праймированием белка S.

Ферменты, ответственные за праймирование белка S, являются потенциальными терапевтическими мишенями, так как ингибирование их механизма может препятствовать проникновению вируса в клетку.

«Выяснение того, какие клеточные факторы используются SARS-CoV-2 для входа, может дать представление о вирусной передаче и выявить терапевтические мишени», — пишут авторы одной из новых статей в Cell.

Старший автор исследования — Стефан Полманн, профессор биологии инфекции в Университете Георга-Августа и руководитель отдела биологии инфекции Центра приматов Германии, оба в Геттингене, Германия.

Полманн и его коллеги доказывают, что белок S вируса SARS-CoV-2 связывается с тем же рецептором, что и белок S вируса SARS. Рецептор называется ангиотензинпревращающим ферментом 2 или АСЕ2.

Фактически, более ранняя статья в журнале Nature уже упоминала ACE2 как рецептор, который позволяет SARS-CoV-2 инфицировать клетки.

В дополнение к предоставлению дополнительных доказательств роли ACE2, Полманн и его команда также увидели, что, подобно SARS-CoV, новый белок S коронавируса использует фермент TMPRSS2 для праймирования белка S.

Важно отметить, они показали, что «мезилат камостата, ингибитор TMPRSS2, блокирует инфицирование клеток легких вирусом SARS—CoV-2».

Камостат мезилат — это препарат, одобренный в Японии для лечения панкреатита.

Авторы объясняют в статье: «Это соединение или родственные соединения с потенциально повышенной противовирусной активностью могут, таким образом, рассматриваться для нецелевого лечения пациентов, инфицированных SARS-CoV-2».

На пути к вакцине SARS-CoV-2

Полманн и его коллеги также изучали, могут ли антитела, произведенные клетками людей, у которых был ранее установлен диагноз SARS, предотвратить проникновение вируса SARS-CoV-2 в клетки.

Они обнаружили, что антитела против белка SARS—CoV S снижают то, насколько хорошо лабораторный смоделированный вирус с белком SARS—CoV-2 S может инфицировать клетки. Они также видели аналогичные результаты против S-белков, с антителами, полученными у кроликов.

«Хотя ожидается подтверждение инфекционного вируса, наши результаты показывают, что ответы нейтрализующих антител, вызванные SARS-S, могут обеспечить некоторую защиту от инфекции SARS-CoV-2, что может иметь значение в борьбе со вспышкой», — пишет команда в своей статье.

Тем не менее, Полманн и его коллеги не единственные, кто изучает потенциал использования антител к SARS в качестве вакцины против SARS-CoV-2.

Дэвид Вислер, доцент кафедры биохимии в Вашингтонском университете в Сиэтле, в статье, опубликованной в Cell, предоставляет дополнительные доказательства того, что вирус попадает в клетки-мишени через ACE.

Вместе со своими коллегами он также изучал антитела против белковых фрагментов SARS для выявления потенциальных вакцин.

Команда показала, что сыворотка антител четырех разных мышей может снизить заражение лабораторным смоделированным вирусом, содержащим SARS-CoV-2 S, на 90%.

Но прежде чем появится столь необходимая вакцина против SARS-CoV-2, необходимо провести дополнительные испытания.

Клинические испытания, демонстрирующие безопасность и эффективность, послужат основой для превращения этих кандидатов в вакцины в безопасные для использования продукты.

В Европе Европейское агентство по лекарственным средствам объявило в прошлом месяце, что оно предпринимает «конкретные действия по ускорению разработки и доступности лекарственных препаратов для лечения и профилактики нового коронавируса».

Между тем, в Соединенных Штатах Министерство здравоохранения и социальных служб сотрудничает с компанией Janssen Research and Development, входящей в состав фармацевтической компании Johnson & Johnson, для разработки вакцины против SARS-CoV-2. Также ведутся клинические испытания, спонсируемые Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний с использованием нового типа вакцин на основе РНК.