21.10.2020
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, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Вчера, 20:11
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

5 часов назад
Александр Березин

Когда полвека назад гибель динозавров объяснили падением астероида, это вызвало массовое неприятие, длившееся десятилетия. Открытие кометы, взрыв которой принес тысячелетнее похолодание в начале голоцена, привело к спорам в научной среде, которые идут до сих пор. Теперь множеству атак подверглось и открытие астероида, уничтожившего Содом. Отчего многим исследователям так трудно поверить в астероидные взрывы и о каких узких местах в современной науке это может говорить?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: