Вакцину против разных коронавирусов поможет создать модификация S-белка

Японские ученые модифицировали участок S-белка SARS-CoV-2 — экранировали молекулами сахара наиболее изменчивый участок, чтобы организм активнее вырабатывал антитела к консервативному участку, одинаковому у всех коронавирусов. У мышей, иммунизированных такими белками, появились антитела, которые распознают не только SARS-CoV-2, но и несколько других зоонозных коронавирусов, включая SARS-CoV-1.

Credit:

juangaertner | 123rf.com

Чтобы SARS-CoV-2 проник в клетку, его S-белок связывается с мембранным рецептором ACE2. Рецепторсвязывающий домен спайк-белка (RBD) состоит из двух субдоменов: ядра (core-RBD) и головной области (head-RBD, она же рецепторсвязывающий мотив RBM). Ядро очень консервативно, то есть сходно по строению у разных коронавирусов, а вот головная область обычно отличается. Именно там чаще всего происходят мутации, позволяющие вирусу уходить от иммунного ответа.

Антитела, распознающие головную часть рецептор-связывающего домена, блокируют проникновение SARS-CoV-2 в клетку, но не защищают от других коронавирусов. Антитела к ядру, напротив, могут защищать от разных коронавирусов. Проблема в том, что у людей в ответ на S-белок вырабатывается очень мало антител, распознающих консервативную центральную часть. Поэтому существующие вакцины от COVID-19, скорее всего, не защитят от других коронавирусов.

Исследователи из Японии разработали стратегию вакцинации, которая способствует выработке антител ко многим коронавирусам, а не только SARS-CoV-2. Для этого они создали модифицированный рецепторсвязывающий домен S-белка SARS-CoV-2: поверхность head-RBD в нем покрыта молекулами сахара, поскольку содержит дополнительные сайты гликозилирования — мотивы NxT, где х — любая аминокислота. (Это направление генной инженерии авторы назвали «гликановой инженерией».) Гликаны экранируют head-RBD от иммунной системы, таким образом, антитела вырабатываются против неэкранированной области ядра.

Вакциной, содержащей такой белок, иммунизировали мышей, и те действительно выработали много антител, распознающих core-RBD, — больше, чем при использовании обычного RBD, и с более высокой аффинностью. Эти антитела мешают проникать в клетки не только новому коронавирусу SARS-CoV-2, но и SARS-CoV-1, и трем SARS-подобных коронавирусам — PaGX, SHC014 и WIV1. (Эксперименты проводились с псевдовирусами, имитирующими эти вирусы.)

Предстоит еще много работы, прежде чем такую стратегию можно будет использовать для создания человеческих вакцин, тем не менее новый вариант конструкции домена может оказаться полезным для предотвращения будущих коронавирусных пандемий.

Авторы отмечают, что S-белки коронавирусов имеет консервативные участки и за пределами RBD, которые также могут распознаваться перекрестно нейтрализующими антителами. С помощью аналогичных стратегий можно стимулировать выработку антител и против них — это должно повысить эффективность вакцин. Кроме того, необходима «тонкая настройка» гликозилирования, то есть оптимальное размещение гликанов, которое позволит получать антитела к head-RBD в относительно небольших количествах, но высокоэффективных против SARS-CoV-2, а также избежать создания нежелательных новых эпитопов.

Источник

Shinnakasu R. et al. Glycan engineering of the SARS-CoV-2 receptor-binding domain elicits cross-neutralizing antibodies for SARS-related viruses // Journal of Experimental Medicine, 218, 12 (2021), published October 8, 2021, DOI:  10.1084/jem.20211003

Добавить в избранное

Вам будет интересно