Наш імунітет створює антитіла, які дізнаються відразу кілька видів особливо патогенних коронавірусів - і, очевидно, можуть дізнатися відразу кілька штамів одного і того ж коронавірусу.
Коли до нас вторгається патогенний вірус або бактерія, імунна система починає синтезувати антитіла - спеціальні білки, які дізнаються патоген. Що значить дізнаються? Антитіла зв'язуються з молекулами, специфічними для мікроба; у випадку з вірусом такою молекулою буде якийсь вірусний білок. Коли антитіла прилипають до вірусного білка, то, по-перше, сам білок стає нездатний виконувати свої шкідливі функції, а по-друге, імунні клітини бачать ціль, позначену антитілами, і намагаються її знищити.
Але антитіла впізнають не весь вірусний білок цілком, а лише тільки його частину, невеликий структурний фрагмент. Віруси ж, як відомо, досить легко мутують. У вірусних білках з'являються зміни, які ніяк не заважають їм працювати і одночасно роблять їх невидимими для антитіл. Звичайно, потім імунітет зрозуміє, що вірус від нього вислизає, і у нас з'явиться нова редакція антитіл - тепер вони будуть працювати проти нового штаму вірусу. Але поки вони не з'явилися, цей штам може заподіяти масу неприємностей. Знову ж таки, якщо ми хочемо створити вакцину проти вірусу, то доводиться діяти з оглядкою на те, що вірус зміниться, що у нього з'явиться новий варіант, і що колишня вакцина виявиться марною.
У випадку з новим коронавірусом SARS-CoV-2 більшість діагностичних тестів і доступних вакцин орієнтовані на так званий S-білок. Він сидить в оболонці вірусу і допомагає йому проникнути в клітку. Для вірусу S-білок надзвичайно важливий, але при цьому в S-білці легко з'являються нові мутації, які не заважають вірусу проникати в клітини. Відповідно, виникає питання, наскільки ефективною буде вакцина, яка націлює імунітет на S-білок. Звичайно, тут можна подумати про те, щоб при створенні вакцини врахувати різні варіанти S-білка, щоб імунна система могла дізнатися не якийсь один штам, а відразу кілька штамів вірусу.
Але ж крім S-білка у вірусній оболонці є й інші. Наприклад, з РНК вірусу, в якій зберігаються всі його гени, пов'язаний N-білок, або білок нуклеокапсиду. Це білок-пакувальник, який допомагає укласти РНК у компактну форму всередині вірусної частинки і одночасно захищає РНК від деяких несприятливих впливів. Співробітники Університету штату Пенсільванія пишуть у журналі Nanoscale, що N-білок на диво постійний серед різних видів коронавірусів. Дослідники порівняли амінокислотні послідовності і тривимірні структури N-білків вірусів SARS-CoV-2, SARS-CoV-1, MERS-CoV (який став причиною спалаху досить небезпечного близькосхідного гострого респіраторного синдрому в 2010-х). До людських коронавірусів додали тих, що живуть у кажанах, панголінах і циветтах - всі ці тварини служать природним резервуаром коронавірусу і саме від них, як вважається, віруси перестрибували до людей.
У вірусній частинці N-білки приховані в її глибині, під оболонкою, але при інфекції молекули N-білків вільно плавають у крові, де їх можуть побачити імунні клітини; очевидно, N-білки також можуть з'явитися на поверхні клітин, заражених вірусом - клітини зазвичай виставляють на собі фрагменти білків, які є у них всередині, так що імунітет може відрізнити хвору клітку від здорової. Тобто імунна система цілком здатна створити антитіла проти N-білка, і вона їх дійсно створює. N-білки різних вірусів мутують, як і інші вірусні білки, і в чомусь відрізняються один від одного. Але та ділянка молекули, за яку їх хапають антитіла, у N-білків на диво постійна. Тобто антитіла проти N-білка вірусу SARS-CoV-2 можуть дізнатися N-білок вірусу MERS або вірусу, взятого біля панголіну. Мова йде саме про людських антитіл: дослідники брали для експерименту зразки крові хворих на COVID-19.
Тут можна помітити, що автори роботи все-таки не порівнювали N-білки різних штамів коронавірусу SARS-CoV-2. Однак якщо ці білки однакові у різних видів коронавірусів, то можна припустити, що у різних штамів всередині одного і того ж виду (тобто у різних штамів SARS-CoV-2) вони тим більше будуть однакові - в тому сенсі, що у них будуть однакові ті ділянки, за які їх хапають антитіла. Якщо створити вакцину, після якої імунітет буде дізнаватися саме N-білок, то з її допомогою вдасться захиститися відразу від безлічі вірусних штамів. Хоча, звичайно, для надійності все одно потрібно перевірити, як виглядають N-білки у нових штамів SARS-CoV-2, про які останнім часом ми чуємо все частіше.