Κορωνοϊός μόλυνση: Η ακίδα πρωτεΐνη στην επιφάνεια του κορωνοϊού SARS-CoV-2 μπορεί να υιοθετήσει τουλάχιστον δέκα διαφορετικές δομικές καταστάσεις, όταν έρχεται σε επαφή με τον υποδοχέα ανθρώπινου ιού ACE2, σύμφωνα με έρευνα του Francis Crick Institute που δημοσιεύθηκε στο Nature. Αυτή η νέα εικόνα για τον μηχανισμό της λοίμωξης θα εξοπλίσει τις ερευνητικές ομάδες με την κατανόηση που απαιτείται για την ενημέρωση μελετών για εμβόλια και θεραπείες.
Η επιφάνεια του SARS-CoV-2, ο ιός που προκαλεί το COVID-19, καλύπτεται από πρωτεΐνες που ονομάζονται αιχμές, οι οποίες επιτρέπουν στον ιό να μολύνει ανθρώπινα κύτταρα. Η μόλυνση ξεκινά όταν μια πρωτεΐνη ακίδα συνδέεται με υποδοχείς επιφανείας κυττάρων ACE2 και, σε μεταγενέστερα στάδια, καταλύει την απελευθέρωση του γονιδιώματος του ιού στο κύτταρο. Ωστόσο, η ακριβής φύση της δέσμευσης ACE2 με την ακίδα SARS-CoV-2 παραμένει άγνωστη. Στην πρώτη μελέτη που εξέτασε το μηχανισμό δέσμευσης μεταξύ του ACE2 και της ακίδα πρωτεΐνης στο σύνολό του, οι ερευνητές στο εργαστήριο δομικής βιολογίας του Crick’s, έχουν χαρακτηρίσει δέκα ξεχωριστές δομές που σχετίζονται με διαφορετικά στάδια δέσμευσης και μόλυνσης υποδοχέων. Η ομάδα επωάστηκε ένα μείγμα πρωτεΐνης spike και ACE2 πριν παγιδεύσει διαφορετικές μορφές της πρωτεΐνης με ταχεία κατάψυξη σε υγρό αιθάνιο. Εξετάστηκαν αυτά τα δείγματα χρησιμοποιώντας μικροσκοπία κρυο- ηλεκτρονίων, λαμβάνοντας δεκάδες χιλιάδες εικόνες υψηλής ανάλυσης των διαφόρων σταδίων δέσμευσης. Διαβάστε ακόμη: Κορωνοϊός εποχική γρίπη: Γιατί είναι απαραίτητο το αντιγριπικό εμβόλιο
Παρατήρησαν ότι η πρωτεΐνη αιχμής υπάρχει ως ένα μείγμα κλειστών και ανοικτών δομών. Μετά τη δέσμευση ACE2 σε μία ανοιχτή θέση, η πρωτεΐνη ακίδα γίνεται πιο ανοιχτή, οδηγώντας σε μια σειρά ευνοϊκών αλλαγών διαμόρφωσης, προκαλώντας την για πρόσθετη σύνδεση. Μόλις η ακίδα συνδεθεί στο ACE2 και στις τρεις θέσεις σύνδεσης, ο κεντρικός πυρήνας του εκτίθεται, πράγμα που μπορεί να βοηθήσει τον ιό να συντήξει την κυτταρική μεμβράνη, επιτρέποντας μόλυνση. “Εξετάζοντας το δεσμευτικό συμβάν στο σύνολό του, καταφέραμε να χαρακτηρίσουμε τις δομές ακίδων που είναι μοναδικές για το SARS-CoV-2”, λέει ο Donald Benton, συν-επικεφαλής συγγραφέας και μεταδιδακτορικός εκπαιδευτικός συνεργάτης στο Εργαστήριο Δομικής Βιολογίας των Διαδικασιών Νόσων στο Crick. «Μπορούμε να δούμε ότι καθώς η ακίδα γίνεται πιο ανοιχτή, η σταθερότητα της πρωτεΐνης θα μειωθεί, γεγονός που μπορεί να αυξήσει την ικανότητα της πρωτεΐνης να πραγματοποιεί σύντηξη μεμβράνης, επιτρέποντας μόλυνση».
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι όσο περισσότερο μπορούμε να αποκαλύψουμε πώς διαφέρει το SARS-CoV-2 από άλλους κορωνοϊούς, τόσο πιο στοχευμένοι μπορούμε να είμαστε με την ανάπτυξη νέων θεραπειών και εμβολίων. Ο Antoni Wrobel, συν-επικεφαλής συγγραφέας και μεταδιδακτορικός εκπαιδευτικός συνεργάτης στο Εργαστήριο Διαρθρωτικής Βιολογίας των Διαδικασιών Νόσων στο Crick, λέει: «Καθώς αποκαλύπτουμε τον μηχανισμό των πρώτων σταδίων της μόλυνσης, θα μπορούσαμε να εκθέσουμε νέους στόχους για θεραπείες ή να καταλάβουμε ποιοι είναι διαθέσιμοι επί του παρόντος Οι αντιιικές θεραπείες είναι πιο πιθανό να λειτουργήσουν”.
Ο Steve Gamblin, επικεφαλής της ομάδας του Εργαστηρίου Διαρθρωτικής Βιολογίας των Διαδικασιών Νόσων στο Crick, λέει: “Υπάρχουν ακόμα πολλά που δεν γνωρίζουμε για το SARS-CoV-2, αλλά η βασική του βιολογία περιέχει τις ενδείξεις για τη διαχείριση αυτής της πανδημίας. κάνει αυτό τον ιό διακριτικό, οι ερευνητές θα μπορούσαν να εκθέσουν αδυναμίες που πρέπει να εκμεταλλευτούν”. Η ομάδα συνεχίζει να εξετάζει τις δομές των αιχμών του SARS-CoV-2 και των σχετικών κορωνοϊών σε άλλα είδη για να κατανοήσει καλύτερα τους μηχανισμούς της ιογενούς λοίμωξης και της εξέλιξης.