Дослідження показує, як антитіло mAb 77 нейтралізує вірус кору

Що відбувається, коли вірус кору зустрічається з клітиною людини? Вірусний механізм розгортається в потрібний спосіб, щоб виявити ключові частини, які дозволяють йому злитися з мембраною клітини-господаря.

Після завершення процесу злиття клітина-хазяїн зникає.

Вчені Центру інноваційних вакцин Інституту імунології Ла-Хойя (LJI) працюють над розробкою нових вакцин проти кору та терапевтичних засобів, які зупинять цей процес злиття. Нещодавно дослідники застосували метод візуалізації під назвою кріоелектронна мікроскопія, щоб показати — у безпрецедентних деталях — як потужне антитіло може нейтралізувати вірус до того, як він завершить процес злиття.

Дослідження «Нейтралізуюче антитіло запобігає переходу злитого білка вірусу кору після злиття» опубліковано в Science.

Запрошуємо вас до перегляду IV медичний форум міжсекторальної взаємодії лікарів «Stop Infections»!

«Що захоплююче в цьому дослідженні, так це те, що ми зробили моментальні знімки процесу термоядерного синтезу в дії», — пояснює професор, президент і генеральний директор LJI Еріка Олманн Сафір, доктор філософії, яка спільно з Маттео Поротто, доктором філософії, керувала дослідженням., професор вірусного молекулярного патогенезу (в педіатрії) в Колумбійському університеті.

«Серія зображень схожа на перегорнуту книгу, де ми бачимо знімки на шляху розгортання злитого білка, але потім ми бачимо, як антитіло з’єднує його разом, перш ніж воно зможе завершити останню стадію процесу злиття. Ми вважаємо, що інші антитіла проти інших віруси будуть робити те саме, але раніше їх не зображували».

Дійсно, ця робота може виявитися важливою за межами кору. Вірус кору є лише одним із членів більшого сімейства параміксовірусів, до якого також входить смертельний вірус Nipah. Відомо, що вірус Nipah є менш заразним, але спричиняє набагато більший рівень смертності, ніж кір.

«Те, що ми дізнаємося про процес злиття, може мати медичне значення для вірусів Nipah, парагрипу та вірусу Hendra», — говорить перший автор дослідження та дослідник LJI Давід Зайла, доктор філософії. «Усі ці віруси мають пандемічний потенціал».

Термінова потреба в лікуванні кору

Кір – це дуже заразна хвороба, що передається повітряно-крапельним шляхом, яка найбільше вражає дітей. Незважаючи на значні зусилля щодо створення вакцини, вірус залишається серйозною загрозою для здоров’я.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я та Центру контролю за захворюваннями США, у 2022 році кір став причиною близько 136 000 смертей у всьому світі, а нещодавні спалахи відбулися у понад десятку штатів США. Жертвами були здебільшого діти до п’яти років, які не були щеплені або щеплені недостатньо.

«Кір спричиняє більше дитячих смертей, ніж будь-яка інша хвороба, якій можна запобігти за допомогою вакцини, і це також один із найінфекційніших відомих вірусів», — каже Сафір.

У зоні ризику не тільки маленькі діти, пояснює Зіла. "Поточна вакцина працює добре, але її не можна приймати вагітним людям або людям з ослабленою імунною системою", - каже Зіла.

Специфічного лікування кору немає, тому дослідники шукають антитіла, щоб використовувати їх як екстрену терапію для запобігання важким захворюванням.

Щоб краще зрозуміти, як вірус кору зливається з клітинами, команда LJI звернулася до антитіла під назвою mAb 77. Дослідники виявили, що mAb 77 націлено на глікопротеїн злиття кору, частину вірусного механізму, який використовує кір для проникнення в клітини людини за допомогою спеціалізованого процесу під назвою злиття.

Чи може mAb 77 працювати як терапевтичне антитіло проти кору? Щоб з’ясувати це, вчені LJI дослідили, як саме антитіло бореться з вірусом.

Команді LJI потрібно було розробити версію злитого глікопротеїну кору — нешкідливого фрагмента вірусу — достатньо стабільного для зображення за допомогою кріоелектронного мікроскопа. Для цього Зіла тісно співпрацювала з вченими з лабораторії Поротто в Колумбійському університеті.

Група Поротто виявила деякі дивні мутації у варіанті кору, який атакував центральну нервову систему людей. Цей мутований варіант мав деякі слабкі місця в структурі злитого глікопротеїну. Щоб компенсувати це, вірус виробив спеціальні стабілізуючі мутації. «Вірус повинен мутувати, щоб потрапити в мозок, але потім для компенсації йому потрібні ці стабілізуючі мутації», — каже Поротто.

Завдяки цим відкриттям у Колумбійському університеті Зіла отримав зручний план для створення злитого глікопротеїну з тими самими стабілізуючими мутаціями. Цей новий злитий глікопротеїн можна масово виробляти в культурі клітин, і він був достатньо міцним для структурних досліджень.

«Ми отримали надзвичайно хороший вихід глікопротеїну, що також дозволило нам провести структурну біологію, біохімічні та біофізичні дослідження», — каже Зіла.

Потім дослідники почали знімати зображення за допомогою LJI Cryoelectron Microscopy Core. Нові зображення показали злитий глікопротеїн разом «у комплексі» з mAb 77.

Дослідники виявили, що mAb 77 зупиняє вірус у середині процесу злиття — коли глікопротеїн злиття вже частково «згортається» в правильну конформацію для завершення злиття мембрани. Нарешті дослідники змогли точно побачити, як mAb 77 блокує шматки злитого глікопротеїну, щоб запобігти вірусній інфекції.

«Було вражаюче побачити, як насправді виглядає цей проміжний етап у процесі термоядерного синтезу», — каже Зіла.

Подальші кроки для зупинки кору

Тепер, коли вони знають, як працює mAb 77, дослідники сподіваються, що антитіло можна використовувати як частину лікувального коктейлю для захисту людей від кору або для лікування людей з активною інфекцією кору.

У подальшому експерименті дослідники показали, що mAb 77 забезпечує значний захист від кору на моделях вірусної інфекції кору на бавовняних щурах. Бавовняні щури, яким попередньо вводили mAb 77 перед контактом з вірусом кору, не показали інфекції або зменшили ознаки інфекції в легеневій тканині.

У майбутньому науковці зацікавлені у вивченні різних антитіл проти кору. «Ми хотіли б зупинити злиття на різних етапах процесу та дослідити інші терапевтичні можливості», — каже Зіла.

Зіла також планує продовжувати тісно співпрацювати з дослідниками кору в Колумбійському університеті. «Поєднання експертного досвіду структурної біології від LJI та досвіду клітинної біології та вірусології Колумбійського університету було ключовим для просування цього проекту», — каже Зіла.

ДЖЕРЕЛО: https://medicalxpress.com/

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.