Подтверждено наличие еще одного пути, по которому коронавирус SARS-CoV-2 проникает в клетки — Naked Science
10 минут
Мария Азарова

Подтверждено наличие еще одного пути, по которому коронавирус SARS-CoV-2 проникает в клетки

6.9

Сразу два новых исследования нашли объяснение высокой инфекционности SARS-CoV-2 и его способности так легко и быстро захватывать организм. Кроме того, ученые показали еще одну потенциальную цель для борьбы с вирусом.

Частицы вируса SARS-CoV-2
Частицы вируса SARS-CoV-2 (красные) покрывают бронхи человека (синие) и слизь (желтые) / © Лаборатория Ehre, Медицинская школа UNC)

Группа ученых под руководством медиков и биологов из Бристольского университета определила, в чем секрет высокой инфекционности SARS-CoV-2 — возбудителя Covid-19 — по сравнению с другими коронавирусами и почему он может так быстро распространяться по клеткам всего организма. Результаты опубликованы в журнале Science.

Для заражения SARS-CoV-2 должен сначала прикрепиться к мембранному белку ACE2 (ангиотензинпревращающий фермент 2), который выстилает поверхность клеток по всему нашему организму. После присоединения вирус проникает в клетку и воспроизводит несколько своих копий. Затем реплицированные частицы высвобождаются, что приводит к передаче SARS-CoV-2. Для прикрепления к клеткам и вторжения в них коронавирус использует S-белок (они покрывают оболочку вирусной частицы, как колючки или лучи, отсюда и название — Spike, «шип»). И понимание процесса, посредством которого спайковый белок распознает человеческие клетки, — ключевой вопрос в разработке методов лечения Covid-19 и вакцин.

«Изучая последовательность S-белка SARS-CoV-2, мы были поражены наличием небольшой последовательности аминокислот, которая, казалось, имитировала последовательность белка, обнаруженную в человеческих белках, взаимодействующих с нейропилином-1. Это привело нас к простой гипотезе: может ли шипиковый белок коронавируса связываться с нейропилином-1, чтобы инфицировать клетки?» — пишут ученые.

Нейропилин-1 — мембранный белок, продукт гена NRP1. Это один из двух похожих белков, регулирующих формирование кровеносных сосудов и нервов. К тому же экспрессируется на более высоких, чем обычно, уровнях при некоторых онкологических заболеваниях. Поэтому нейропилин-1 уже становился объектом исследований как потенциальная мишень для лечения рака.

После того как авторы исследования благодаря рентгеноструктурному анализу и биохимическому подходу выяснили, что шипиковый белок коронавируса связывается с нейропилином-1, они сделали еще одно важное открытие. Это взаимодействие, как оказалось, помогает усиливать инфекционность SARS-CoV-2 и упрощает его проникновение в клетки. «Затем с помощью моноклональных антител — белков, созданных в лаборатории и напоминающих природные антитела — нам удалось ослабить способность SARS-CoV-2 инфицировать человеческие клетки», — добавили они.

Изображение человеческих клеток, подверженных SARS-CoV-2. Инфицированные клетки помечены зеленым. Удаление NRP1 резко снижает инфекционность коронавируса. Это также можно было наблюдать, когда клетки обрабатывали лекарством или антителом к NRP1 / © Бристольский университет.

Параллельно с этим в том же Science вышла статья ученых из Технического университета Мюнхена (Германия), Университета Хельсинки (Финляндия) и Университета Тарту (Эстония). Они тоже подтвердили, что белок нейропилин-1 играет роль помощника SARS-CoV-2 и позволяет ему быстрее проникать в клетку-хозяина, захватывая организм.

«Чтобы определить, может ли SARS-CoV-2 использовать нейропилин-1 (NRP1) для проникновения и повышения инфекционности, мы создали лентивирусные частицы, псевдотипированные S-белком этого вируса. Клеточная линия НЕК-293Т, которая почти не имеет обнаруживаемых транскриптов ACE2 и NRP1, трансфицировала плазмиды. При индивидуальной экспрессии ACE2 делал клетки восприимчивыми к инфекции. А NRP1 едва ли способствовал инфицированию в клеточной линии, но его совместная экспрессия с ACE2 и мембрано-связанной сериновой протеазой TMPRSS2 заметно усиливала способность вируса заражать клетки. <…> Следовательно, NRP1 может усиливать инфекцию в присутствии других факторов хозяина. Чтобы проверить специфичность проникновения NRP1-зависимого вируса, мы разработали моноклональные антитела (mAb) для блокирования внеклеточного домена b1b2 NRP1, который, как известно, опосредует связывание с пептидами CendR», — объяснили ученые.

Благодаря моноклональным антителам SARS-CoV-2 с измененным сайтом не зависел от нейропилина-1. Однако, несмотря на то что обеим научным группам удалось блокировать активность вируса, лишив его возможности связываться с нейропилином-1 в клетках, выращенных в лаборатории, не ясно, получится ли достичь такого же эффекта на пациентах с Covid-19.

«Пока рано делать предположения, может ли прямое блокирование нейропилина стать реальным терапевтическим подходом, поскольку есть риск, что это приведет к побочным эффектам. Необходимо провести еще исследования. Наша лаборатория уже изучает действие новых молекул, которые мы разработали, чтобы прервать связь между вирусом и нейропилином. Предварительные результаты многообещающие, и мы надеемся вскоре получить подтверждения in vivo», — сказал Джузеппе Балистрери, вирусолог из Хельсинкского университета.

Тем не менее авторы уверены, что выявленная ими связь между S-белком SARS-CoV-2 и нейропилином-1 предоставляет ранее неизвестный путь для борьбы с пандемией коронавируса. «Если вы думаете, что ACE2 — это дверной замок для входа в клетку, то нейропилин-1 — фактор, который направляет вирус к двери. ACE2 экспрессируется на очень низких уровнях в большинстве клеток. То есть вирусу непросто найти двери для проникновения. Но другие факторы, такие как нейропилин-1, могут помочь вирусу обнаружить свою дверь», — подытожил Балистрери.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 11:18
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России началось серийное производство нового автомата АДС. Его можно применять на суше и при проведении подводных операций.

Вчера, 12:37
3 минуты
Ольга Иванова

Ученые обнаружили, вероятно, самое древнее свидетельство нападения акулы на человека.

Вчера, 11:18
5 минут
Сергей Васильев

Ученые впервые напрямую исследовали работу магниточувствительных белков птиц, показав, что на внешнее поле они реагируют благодаря спиновым эффектам из квантовой механики.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

21 июня
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: