Учёные выяснили, как коронавирусу SARS-CoV-2 удаётся так эффективно проникать в живые клетки. Исследователи уже приступили к разработке лекарств, закрывающих для патогена эту дверь.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Science.
Чтобы заразить живую клетку, вирус должен прикрепиться к какому-нибудь белку на её поверхности. Учёные давно установили, что коронавирус SARS-CoV-2 использует для этого белок ACE2. Но авторы нового исследования усомнились в том, что этот белок-пропуск – единственный.
"Было известно, что SARS-CoV-2 использует рецептор ACE2 для заражения наших клеток. Но вирусы часто используют несколько факторов, чтобы максимизировать свой инфекционный потенциал", – рассказывает соавтор статьи Джузеппе Балистрери (Giuseppe Balistreri) из Хельсинкского университета.
Специалистам показалось подозрительным одно обстоятельство. Вирус SARS-CoV, "двоюродный брат" виновника нынешней пандемии, вызвавший в 2003 году вспышку ТОРС ("атипичной пневмонии"), тоже использует для проникновения в клетку белок ACE2. Почему же он гораздо менее заразен, чем SARS-CoV-2?
В поисках ответа на свой вопрос вирусологи пристально изучили геном коронавируса. И обнаружили нечто важное. У SARS-CoV-2 есть участок генома, которого нет у SARS-CoV. Зато похожие гены есть у ВИЧ, вируса Эбола и птичьего гриппа.
За что же отвечает этот фрагмент генома? Как выяснилось, за прикрепление к ещё одному человеческому белку – нейропилину-1.
Этого белка очень много во многих клетках человека, включая нейроны, клетки дыхательных путей и кровеносных сосудов. Особенно богаты нейропилином-1 обонятельные рецепторы. Между тем известно, что коронавирус проникает в организм прежде всего через дыхательные пути и поражает обонятельные клетки (что часто приводит к временной потере обоняния).
Чтобы проверить, действительно ли SARS-CoV-2 прикрепляется к нейропилину-1, учёные провели целый ряд экспериментов.
Во-первых, они создали антитела, блокирующие нейропилин-1 на поверхности культивируемых "в пробирке" человеческих клеток. В результате способность коронавируса заражать эти клетки резко снизилась.
Во-вторых, экспериментаторы отредактировали геном вируса, убрав из него гены, отвечающие за прикрепление к нейропилину-1. Такой мутант одинаково хорошо (точнее, одинаково плохо) заражал как обычные клетки, так и клетки с заблокированным нейропилином-1.
Наконец, учёные исследовали клетки слизистой носа у людей, умерших от COVID-19. Оказалось, что самые богатые нейропилином-1 клетки больше всего пострадали от вируса.
Способность коронавируса реагировать на обильно представленный в клетках белок делает его очень заразным.
"Если уподобить ACE2 дверному замку для входа в клетку, то нейропилин-1 может быть фактором, который направляет вирус к двери. В большинстве клеток ACE2 экспрессируется (вырабатывается – прим. ред.) на очень низких уровнях. Таким образом, вирусу непросто найти дверь для входа. Другие факторы, такие как нейропилин-1, могут помочь вирусу найти эту дверь", – объясняет Балистрери.
Новое открытие может помочь в разработке эффективных лекарств от COVID-19. Необходимо найти вещества, мешающие вирусу прикрепляться к нейропилину-1 в человеческих клетках. Авторы уже приступили к поискам и получили первые результаты.
"В настоящее время наша лаборатория проверяет действие новых молекул, которые мы специально разработали для разрыва связи между вирусом и нейропилином, – говорит Балистрери. – Предварительные результаты очень многообещающие, и мы надеемся получить подтверждения in vivo (на животных – прим. ред.) в ближайшем будущем".
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали об уязвимом месте коронавируса. Писали мы и о том, как учёные анализируют его белки с помощью суперкомпьютера.
