У вуглеводному маскуванні, яке захищає коронавірусні білки від імунної системи, є щілини, які можна використовувати для атаки на вірус.
Коронавіруси зв'язуються з клітинами за допомогою білків, які покривають вірусну частинку і утворюють ту саму «корону». Ці білки виглядають як високі булавоподібні виступи і називаються S-білками (від слова spike, тобто шип). У нового коронавірусу SARS-CoV-2 його S-білок зв'язується з клітинним ферментом ACE2, який сидить на мембрані клітини. І про вірусну «корону», і про білок ACE2 ми писали, зараз вже відомо, яким саме місцем S-білок зв'язується з ACE2, і коронавірус навіть намагаються якось відвернути від клітинного білка за допомогою молекули-обманки.
Але найкраще було б, щоб імунітет сам вчасно дізнавався про коронавірус і починав його винищувати. Для цього потрібні антитіла, які будуть зв'язуватися з вірусним білком, заважаючи йому працювати і одночасно сигналізуючи імунним клітинам, що їм потрібно негайно його з'їсти. Здається очевидним, що імунна система повинна навчитися виробляти антитіла проти «коронного» білка; а якщо сам імунітет зволікає з цією справою, йому потрібно допомогти вакциною. Як відомо, вакцина являє собою або напіввбитий патоген, або якусь його молекулу або шматок молекули, за яким патоген можна дізнатися: при вакцинуванні ми показуємо імунній системі шматок молекули патогена, як поліцейському псу дають понюхати річ з якимось кримінальним запахом, так що імунітет далі розуміє, що він повинен шукати.
І тут з коронавірусом виникає проблема: його «коронні» білки вкриті невеликими вуглеводними молекулами - гликанами. Вони прикривають S-білки, так що антитіла не можуть з ними зв'язатися (а у вуглеводах-гликанах занадто мало специфічної молекулярної інформації, щоб по них можна було дізнатися вірус). Але, можливо, у вуглеводному маскуванні є щілини?
Зараз є методи молекулярного аналізу, які дозволяють розбити молекулу білка на фрагменти, щоб потім точно визначити, на яких амінокислотах сидять вуглеводи-глікани. Саме цю роботу виконали дослідники з Саутгемптонського університету - у статті, викладеній на сайті bceRxiv, вони описують структуру S-білка нового коронавірусу з урахуванням вуглеводних залишків, що сидять на ньому. (Оскільки і білок, і глікани постійно рухаються, вібрують, як би дихають, на них найкраще дивитися у вигляді gif-анімації, як на малюнку 2.)
Дійсно, у вуглеводному маскуванні SARS-CoV-2 є явні щілини - і цим він відрізняється, наприклад, від ВІЛ, чиї поверхневі білки покриті непроникним вуглеводним плащем. Але ВІЛ і поводиться інакше - він залишається в організмі надовго, і захист йому потрібен більш надійний. SARS-CoV-2 діє інакше, для нього головне - щоб його не помітили протягом невеликого часу, а там вже нові вірусні частинки повітряно-крапельним шляхом полетять до нового господаря.
Те, що у «коронного» білка SARS-CoV-2 в принципі є відкриті, незахищені місця, дозволяє сподіватися, що його можна зробити видимим для імунітету. Можливо, ці ділянки S-білка можна використовувати для вакцини, або ж можна сконструювати лабораторні антитіла, які будуть зв'язуватися з оголеними ділянками білкової молекули, не даючи їй взаємодіяти з кліткою. До речі, саме такі сконструйовані антитіла в деяких експериментах вже працюють: на bceRxiv є інша стаття, в якій співробітники Техаського університету в Остіні, Фламандського біотехнологічного інституту та інших наукових центрів США і Німеччини описують антитіла, зібрані з шматків імуноглобулінів людини і лами. Ламам вводили коронавірусний білок, проти якого у них з'являлися антитіла, їх з'єднували з фрагментом людських антитіл, і така гібридна молекула ефективно знешкоджувала SARS-CoV-2 в експериментах на клітинних культурах - антитіла не давали входити вірусу в клітини.
Правда, як пише портал The Scientist, деякі фахівці вказують на те, що готові антитіла в якості способу лікування можуть бути небезпечні. Наприклад, в дослідах з мавпами, яких заражали SARS-CoV (що викликав спалах атипової пневмонії в 2002-2003 рр.), терапевтичні антитіла проти вірусу викликали таку сильну імунну реакцію, що ніякого лікування не відбувалося: в легенях починалося таке ж сильне запалення, як і при нелеченному вірусі. Тобто, як би ми не потребували ліків від нового коронавірусу, імунологічні методи терапії (та й не тільки імунологічні) повинні спочатку проходити перевірку на безпеку.