В течение двух месяцев SARS-CoV-2, ранее неизвестный коронавирус, распространялся по всему земному шару, заразив более 100 000 человек, и их число продолжает быстро расти. Эффективные контрмеры требуют эффективных инструментов для мониторинга распространения вируса и понимания того, как иммунная система реагирует на вирус.

Ученые активно ищут потенциальные цели на вирусных частицах нового коронавируса для разработки эффективных вакцин

Группа ученых из Института иммунологии La Jolla, в сотрудничестве с исследователями из Института Дж. Крейга Вентера, провела анализ потенциальных целей для формирования эффективного иммунного ответа против нового коронавируса. Исследователи использовали существующие данные об известных коронавирусах, чтобы предсказать, какие части SARS-CoV-2 способны активировать «заинтересовать» иммунную систему человека.

Когда иммунная система встречается с новой опасностью в виде бактерии или вируса, она сосредотачивает внимание на крошечных отрезках большой молекулы антигена, так называемых эпитопах, которые позволяют иммунным клеткам различать непрошенных гостей и атаковать их. Знание полной карты вирусных эпитопов и их иммуногенности имеет решающее значение для исследователей, пытающихся разработать новые или улучшенные вакцины для защиты от COVID-19, заболевания, вызванного SARS-CoV-2.

«Прямо сейчас у нас ограниченная информация о том, какие фрагменты вируса вызывают достаточно выраженную реакцию иммунной системы человека», — говорит ведущий автор исследования Алессандро Сетте, доктор биологических наук, профессор Центра исследований инфекционных заболеваний и вакцин. «Знание иммуногенности определенных областей вирусных частиц или, другими словами, на какие части вируса иммунная система реагирует и насколько сильно, имеет непосредственное отношение к разработке перспективных вакцин и их оценке».

Несмотря на то, что ученые пока очень мало знают о том, как иммунитет человека реагирует на SARS-CoV-2, иммунный ответ на другие коронавирусы был достаточно изучен, и имеется большое количество сведений по их эпитопам.

В человеческой популяции в настоящее время циркулируют четыре других коронавируса. Как правило, заболевания, вызываемые ими, протекают легко и вместе они ответственны приблизительно за одну четверть всех сезонных простуд. Но каждые несколько лет появляется новый коронавирус, который вызывает болезни с тяжелым течением, как это было в случае с SARS-CoV в 2003 году и MERS-CoV в 2008 году, а теперь появился новый SARS-CoV-2.

«SARS-CoV-2 наиболее похож на SARS-CoV, который неплохо с точки зрения эпитопов», — объясняет одна из авторов Альба Грифони из команды под руководством Сетте.

Для своего анализа ученые использовали имеющиеся материалы в базе данных иммунных эпитопов LJI-based Immune Epitope Database (IEDB), которая содержит более 600 000 известных эпитопов из примерно 3600 различных видов, и дополнительное хранилище информации о патогенных вирусах Virus Pathogen Resource (ViPR). Команда собрала известные эпитопы у SARS-CoV и сопоставила соответствующие участки молекул его вирусных частиц с аналогичными участками у вируса SARS-CoV-2.

«Мы смогли сопоставить эпитопы нового коронавируса, и из-за общего высокого сходства последовательностей между SARS-CoV и новым SARS-CoV-2 есть большая вероятность того, что те же самые области, которые являются иммунодоминантными в SARS-CoV, будут также доминирующими у SARS-CoV-2» — говорит Грифони.

Пять из этих областей были обнаружены в молекулах гликопротеина, которые образуют «коронку» на поверхности вируса, благодаря которой коронавирусы и получили свое название. Две области нашлись в белке, встроенном в мембрану, которая окружает защитную белковую оболочку вокруг вирусного генома, и три — в нуклеопротеине, который образует оболочку.

В аналогичном анализе Т-клеточные эпитопы также были связаны в основном с гликопротеином и нуклеопротеином.

Совершенно иной подход Альба Грифони использовала для предсказания линейных B-клеточных эпитопов по данным базы IEDB. Недавнее исследование, проведенное учеными Техасского университета в Остине, определило трехмерную структуру белков-спайков, что позволило команде Института иммунологии La Jolla учесть пространственную архитектуру белка при прогнозировании эпитопов. Этот подход подтвердил наличие двух вероятных эпитопов, о которых они предполагали ранее.

Чтобы обосновать Т-клеточные эпитопы SARS-CoV-2, идентифицированные на основе их схожести с SARS-CoV, Грифони сравнила их с эпитопами, определенными аналитическим ресурсом Tepitool в IEDB. Используя этот подход, она смогла проверить 12 из 17 Т-клеточных эпитопов SARS-CoV-2, идентифицированных на основе сходства последовательностей с SARS-CoV.

«Тот факт, что мы обнаружили, схожесть и консервативность В- и Т-клеточных эпитопов между SARS-CoV и SARS-CoV-2, является прекрасной отправной точкой для разработки вакцин», — говорит Алессандро Сетте. «Вакцины, которые специально нацелены на эти области вирусных частиц, могут генерировать иммунитет, который не только перекрестно защищает (от SARS-CoV и SARS-CoV-2), но и относительно устойчив к продолжающейся эволюции вируса».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.