Команда микробиологов и вирусологов из Уханьского университета, при поддержке специалистов из Китайской академии наук, Университета Вашингтона и компании Humabs BioMed SA, успешно создала искусственные рецепторы, имитирующие взаимодействие коронавирусов с клетками человека и животных.
Коронавирусы заражают клетки с помощью шиповидного белка на своей поверхности, который связывается с белком-рецептором на клетке-хозяине, что позволяет вирусу проникать внутрь и вызывать инфекцию. Например, для SARS-CoV-2, возбудителя COVID-19, основным рецептором является белок ACE2, расположенный на клеточных мембранах человека. Схожие механизмы заражения могут быть у множества коронавирусов, циркулирующих в природе, и их потенциальная опасность для человека вызывает озабоченность ученых и медиков.
Для создания условий для безопасного и глубокого изучения коронавирусов и их свойств важно найти способ искусственного воспроизведения процесса инфицирования. Однако работа с активными вирусами в лаборатории сопряжена с рисками, поэтому исследователи сосредоточились на изучении их геномов. Это позволяет создавать лабораторные образцы шиповидного белка, идентичные природным, но без опасности работы с реальными вирусами. Главная сложность при этом заключалась в отсутствии клетки, обладающей подходящим рецептором для имитации естественного процесса заражения.
Специалисты поставили перед собой амбициозную задачу: создать рецептор, который мог бы имитировать взаимодействие с коронавирусами, чтобы использовать его для изучения и противодействия различным вариантам вируса, если они смогут мутировать. Для этого они создали так называемые «каркасы», взяв за основу структуру уже известных рецепторов, таких как ACE2. На основе этих каркасов ученые разработали рецепторы, повторяющие ключевые участки, ответственные за связывание с шиповидным белком вируса, что позволило создать молекулы, способные эффективно взаимодействовать с вирусными белками.
Эксперименты проводились с использованием псевдовирусов, чтобы проверить работу созданных рецепторов. Псевдовирусы — это безопасные модели вирусов, которые могут имитировать некоторые характеристики реальных патогенов, но не способны вызвать инфекцию. В ходе работы ученые выявили, что созданные ими рецепторы с высокой точностью воспроизводят поведение настоящих рецепторов, таких как ACE2. В результате команда разработала 12 уникальных искусственных рецепторов, которые оказались эффективными для моделирования взаимодействий коронавируса с клетками.
Созданные рецепторы станут основой для проведения исследований по разработке новых методов профилактики и лечения коронавирусных инфекций. Они позволят изучать, как изменяются механизмы проникновения вируса в клетку при мутациях, а также как можно блокировать эти процессы с помощью лекарств или антител. Это открытие особенно важно для разработки универсальных противовирусных средств, способных бороться с будущими эпидемиями коронавирусов.
Эксперты подчеркивают, что их подход может применяться не только для изучения SARS-CoV-2, но и других потенциально опасных коронавирусов, циркулирующих среди животных и людей. По мере дальнейших исследований и улучшения технологии, разработка искусственных рецепторов позволит делать более точные прогнозы о возможности передачи вирусов человеку и разрабатывать более целенаправленные меры защиты.
Ранее ученые сделали неожиданное открытие: оказалось, что пандемия коронавируса изменила температуру Луны.