Ученые поняли, как сделать вакцину от COVID-19, удалив маленький участок РНК

Новый вирус отличается необычной последовательностью активации.

Новый коронавирус поражает клетки легких, вызывая COVID-19. Шип у вирусного белка обеспечивает проникновение вируса в клетки-хозяева и содержит необычную последовательность активации. Отдел инфекционной биологии Немецкого центра приматов (DPZ) в Институте исследований приматов Лейбница показал, что эта последовательность расщепляется клеточным ферментом фурином и это расщепление важно для инфицирования клеток легких. Благодаря этим результатам может быть понятно, как распространяется коронавирус и как его можно вылечить. Об этом сообщает Molecular Cell.

Новый коронавирус SARS-CoV-2 был передан от животных людям и распространяется по всему миру. Он вызывает COVID-19, который уже убил более 200 000 человек. Белок-шип на поверхности вируса служит ключом для проникновения вируса в клетки-хозяев. Это облегчает прикрепление вируса к клеткам и сливает вирус с клеточной мембраной, тем самым позволяя ему доставлять свой геном в клетку, что важно для репликации вируса. Для этой последовательности активации белка ему необходимо расщеплять клеточные ферменты, называемыми протеазами. Белок-шип (шиповый белок) SARS-CoV-2 несет последовательность активации в так называемом участке расщепления S1/S2, который аналогичен таковому, наблюдаемому у высокопатогенных вирусов птичьего гриппа, но до сих пор не обнаружена в вирусах, тесно связанных с SARS-CoV-2.

В своем нынешнем исследовании биологи-инфекционисты Немецкого центра приматов во главе с Маркусом Хоффманом и Стефаном Полманом смогли доказать и показать, что последовательность активации S1/S2 белка SARS-CoV-2 расщепляется клеточной протеазой фурином и что это событие расщепления имеет важное значение для инфицирования клеток легких. Это также важно для слияния инфицированных клеток с неинфицированными, которые могут позволить вирусу распространяться в организме, не покидая клетку-хозяина.

Наши результаты показывают, что ингибирование фурина должно блокировать распространение SARS-CoV-2 в легких. Наша работа демонстрирует, что вирус использует двухэтапный механизм активации: в инфицированных клетках белок-шип должен расщепляться протеазой фурина, чтобы вновь образовавшиеся вирусы могли затем использовать протеазу TMPRSS2 для дальнейшего расщепления белка-шипа, который важен для входа в клетки легкого.

Чтобы живая аттенуированная вакцина вызвала сильный иммунный ответ, она должна иметь возможность размножаться в организме в ограниченной степени, например, локально в месте инъекции. Варианты SARS-CoV-2, в которых была удалена последовательность активации фурина, могут быть использованы в качестве основы для разработки таких живых ослабленных вакцин, поскольку отсутствие расщепления белка шипа должно значительно ограничивать распространение вируса. Достаточно ослабленный вирус больше не сможет вызывать заболевание, но все же позволит иммунной системе реагировать на патоген и, например, вырабатывать нейтрализующие антитела.

В дикой природе, особенно у летучих мышей, за последние 20 лет было обнаружено большое количество коронавирусов, тесно связанных с SARS-CoV и SARS-CoV-2. Однако до сих пор последовательность активации S1/S2, которая может быть расщеплена фурином, была обнаружена только в SARS-CoV-2.