فيديو: الباحثون يرسمون خريطة لبروتين فيروس كورونا "سبايك"
2023 مؤلف: Peter Bradberry | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-21 22:31
يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف في إرساء الأساس للقاح.
يتسابق الباحثون في جميع أنحاء العالم لتطوير لقاحات وأدوية محتملة لمحاربة فيروس كورونا الجديد ، المسمى SARS-Cov-2. توصلت مجموعة من الباحثين الآن إلى التركيب الجزيئي لبروتين رئيسي يستخدمه فيروس كورونا لغزو الخلايا البشرية ، مما قد يفتح الباب أمام تطوير لقاح ، وفقًا لنتائج جديدة.
كشفت الأبحاث السابقة أن فيروسات كورونا تغزو الخلايا من خلال ما يسمى ببروتينات "سبايك" ، لكن هذه البروتينات تتخذ أشكالًا مختلفة في فيروسات كورونا المختلفة. قال جيسون ماكليلان ، كبير مؤلفي الدراسة والأستاذ المساعد في العلوم الحيوية الجزيئية في جامعة تكساس في أوستن ، إن معرفة شكل البروتين الشائك في سارس-كوف -2 هو المفتاح لمعرفة كيفية استهداف الفيروس.
على الرغم من أن فيروس كورونا يستخدم العديد من البروتينات المختلفة لتكاثر الخلايا وغزوها ، فإن بروتين السنبلة هو البروتين السطحي الرئيسي الذي يستخدمه للارتباط بمستقبل - وهو بروتين آخر يعمل كمدخل لخلية بشرية. بعد أن يرتبط بروتين السنبلة بمستقبلات الخلية البشرية ، يندمج الغشاء الفيروسي مع غشاء الخلية البشرية ، مما يسمح لجينوم الفيروس بالدخول إلى الخلايا البشرية وبدء العدوى. لذلك ، قال ماكليلان لـ Live Science: "إذا كان بإمكانك منع الارتباط والاندماج ، فستمنع الدخول". لكن لاستهداف هذا البروتين ، عليك أن تعرف كيف يبدو.
في وقت سابق من هذا الشهر ، نشر الباحثون جينوم SARS-Cov-2. باستخدام هذا الجينوم ، حدد ماكليلان وفريقه ، بالتعاون مع المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ، الجينات المحددة التي ترمز إلى بروتين السنبلة. ثم أرسلوا هذه المعلومات الجينية إلى شركة أنشأت الجينات وأرسلتها مرة أخرى. ثم قامت المجموعة بحقن تلك الجينات في خلايا الثدييات في طبق المختبر وأنتجت تلك الخلايا البروتينات الشوكية.
بعد ذلك ، باستخدام تقنية مجهرية مفصلة للغاية تسمى المجهر الإلكتروني المبرد ، أنشأت المجموعة "خريطة" أو "مخططًا" ثلاثي الأبعاد للبروتينات الشوكية. كشف المخطط عن بنية الجزيء ، ورسم خرائط موقع كل ذرة من ذراته في الفضاء.
قال أوبري جوردون ، الأستاذ المساعد في علم الأوبئة بجامعة ميتشيغان والذي لم يكن جزءًا من الدراسة: "إنه أمر مثير للإعجاب أن هؤلاء الباحثين تمكنوا من الحصول على الهيكل بهذه السرعة". "إنها خطوة مهمة جدًا إلى الأمام وقد تساعد في تطوير لقاح ضد السارس COV-2.".
يوافق ستيفن مورس ، الأستاذ في كلية ميلمان للصحة العامة بجامعة كولومبيا ، والذي لم يكن أيضًا جزءًا من الدراسة. وقال لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني إن بروتين سبايك "سيكون الخيار المحتمل للتطوير السريع لمستضدات اللقاح" والعلاجات. وأضاف أن معرفة التركيب سيكون "مفيدًا جدًا في تطوير اللقاحات والأجسام المضادة ذات النشاط الجيد" ، وكذلك إنتاج كميات أكبر من هذه البروتينات.
يرسل الفريق هذه "الإحداثيات" الذرية إلى عشرات المجموعات البحثية حول العالم التي تعمل على تطوير لقاحات وأدوية لاستهداف SARS-CoV-2. في غضون ذلك ، يأمل ماكليلان وفريقه في استخدام خريطة بروتين سبايك كأساس للقاح.
عندما يغزو غزاة أجانب ، مثل البكتيريا أو الفيروسات الجسم ، تقاوم الخلايا المناعية عن طريق إنتاج بروتينات تسمى الأجسام المضادة. ترتبط هذه الأجسام المضادة ببنى محددة على الغازي الأجنبي تسمى المستضد. لكن إنتاج الأجسام المضادة قد يستغرق وقتًا. اللقاحات هي مستضدات ميتة أو ضعيفة تدرب الجهاز المناعي على تكوين هذه الأجسام المضادة قبل تعرض الجسم للفيروس.
من الناحية النظرية ، قال ماكليلان إن بروتين السنبلة نفسه "يمكن أن يكون إما لقاحًا أو متغيرًا للقاح". وأضاف أنه عندما تحقن هذا اللقاح المرتكز على البروتين ، فإن "البشر يصنعون أجسامًا مضادة ضد هذا الارتفاع المفاجئ ، ثم إذا تعرضوا للفيروس الحي" ، فسيكون الجسم مستعدًا. استنادًا إلى الأبحاث السابقة التي أجروها على فيروسات كورونا الأخرى ، أدخل الباحثون طفرات أو تغييرات لإنشاء جزيء أكثر استقرارًا.
في الواقع ، "الجزيء يبدو جيدًا حقًا ؛ إنه حسن التصرف حقًا. يوضح نوع الهيكل أن الجزيء مستقر في التأكيد الصحيح الذي كنا نأمله "، قال ماكليلان. "لذا سنستخدم الآن نحن وآخرون الجزيء الذي أنشأناه كأساس لمستضد اللقاح." سيقوم زملاؤهم في المعاهد الوطنية للصحة الآن بحقن هذه البروتينات الشائكة في الحيوانات لمعرفة مدى نجاح البروتينات في تحفيز إنتاج الأجسام المضادة.
ومع ذلك ، يعتقد ماكليلان أن اللقاح من المحتمل أن يكون على بعد حوالي 18 إلى 24 شهرًا. وقال إن هذا "لا يزال سريعًا جدًا مقارنة بتطوير اللقاح العادي ، والذي قد يستغرق حوالي 10 سنوات".
نُشرت النتائج اليوم (19 فبراير) في مجلة Science.