Исследователи выявили микроскопические особенности, которые могут сделать патоген более инфекционным, чем вирус SARS - и служить мишенью для лекарств.
По мере того, как число коронавирусных инфекций приближается к 100 000 человек по всему миру, исследователи борются, чтобы понять, что делает его распространение так легко.
Несколько генетических и структурных анализов выявили ключевую особенность вируса - белок на его поверхности - которая может объяснить, почему он так легко заражает человеческие клетки.
Другие группы исследуют дверь, через которую новый коронавирус проникает в ткани человека - рецептор на клеточных мембранах. И клеточный рецептор, и вирусный белок предлагают потенциальным мишеням лекарства для блокировки патогена, но исследователи говорят, что пока рано быть уверенными.
"Понимание передачи вируса является ключом к его сдерживанию и будущей профилактике", - говорит Дэвид Вестлер, структурный вирусолог из Вашингтонского университета в Сиэтле, разместивший 20 февраля выводы своей команды о вирусном белке на биомедицинском препринте сервера bioRxiv.
Новый вирус распространяется гораздо легче, чем тот, который вызвал сильный острый респираторный синдром, или SARS (тоже коронавирус), и заразил более чем в десять раз больше людей, заразившихся SARS.
Остроконечный захватчик
Для инфицирования клетки коронавирусы используют "спиковый" белок, который связывается с клеточной мембраной - процесс, который активируется специфическими клеточными ферментами. Геномные анализы нового коронавируса выявили, что его скат-белок отличается от белка близких родственников, и предполагают, что белок имеет на себе сайт, который активируется ферментом клетки-хозяина, называемым фурином.
Это существенно, потому что фурин обнаружен во многих тканях человека, включая легкие, печень и тонкий кишечник, что означает, что вирус имеет потенциал для атаки на несколько органов, говорит Ли Хуа, структурный биолог из Хуанхунского университета науки и технологий в Ухане, Китай, где началась вспышка. Находка могла бы объяснить некоторые симптомы, наблюдаемые у людей с коронавирусом, например, печеночную недостаточность, говорит Ли, который был соавтором генетического анализа вируса, который был размещен на сервере препринтов ChinaXiv 23 февраля. SARS и другие коронавирусы того же рода, что и новый вирус, не имеют сайтов активации фурина, говорит он.
Сайт активации фурина "устанавливает вирус совсем иначе, чем SARS с точки зрения его проникновения в клетки, и, возможно, влияет на стабильность вируса и, следовательно, на передачу", говорит вирусолог из Корнеллского университета в Итаке, Нью-Йорк Гэри Уиттакер. Его команда опубликовала очередной структурный анализ ската белка коронавируса на bioRxiv 18 февраля 2020.
Несколько других групп также идентифицировали сайт активации как возможно позволяющий вирусу эффективно распространяться между между людьми. Они отмечают, что эти сайты встречаются и у других вирусов, которые легко распространяются между людьми, в том числе у тяжелых штаммов вируса гриппа. На этих вирусах сайт активации обнаружен на белке, называемом гемагглютинином, а не на скипидарном белке.
Подчеркивая осторожность
Но некоторые исследователи осторожно относятся к завышению роли сайта активации в помощи коронавирусу в более легком распространении. "Мы не знаем, будет это большим делом или нет", - говорит Джейсон Маклеллан, структурный биолог из Техасского университета в Остине, соавтор очередного структурного анализа коронавируса, который был опубликован в журнале "Наука" от 20 февраля..
Другие ученые опасаются сравнивать сайты активации фурина на вирусах гриппа с сайтами на новом коронавирусе. Белок гемагглютинина на поверхности вирусов гриппа не похож и не связан со скатом белка коронавирусов, говорит вирусолог из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия) Питер Уайт.
А вирус гриппа, вызвавший самую смертоносную зафиксированную пандемию, испанскую пандемию гриппа 1918 года, не имеет даже места активации фурина, говорит Лижун Ронг, вирусолог из Иллинойского университета в Чикаго.
Уиттакер говорит, что исследования в моделях клеток или животных необходимы для тестирования функции сайта активации. "Коронавирусы непредсказуемы, и хорошие гипотезы часто оказываются ошибочными", - говорит он. В настоящее время его команда проверяет, как удаление или модификация сайта влияет на функцию ската белка.
Цели препарата
Команда Ли также рассматривает молекулы, которые могут блокировать фурин, которые могут быть исследованы как возможные методы лечения. Но из-за вспышки их прогресс идет медленно. Ли живёт в городке и в настоящее время является единственным членом, способным получить доступ в лабораторию своей команды.
Группа Маклеллана в Техасе выявила еще одну особенность, которая может объяснить, почему новый коронавирус так успешно заражает клетки человека. Их эксперименты показали, что скипидарный белок связывается с рецептором на клетках человека - известным как ангиотензин-конвертирующий фермент 2 (ACE2) - по меньшей мере в десять раз более плотно, чем скипидарный белок в вирусе SARS.
Команда Вееслера также обнаружила, что скипидарный белок связывается с высоким сродством к рецептору ACE2, что говорит о том, что рецептор является еще одной потенциальной мишенью для вакцин или терапии. Например, лекарственное средство, которое блокирует рецептор, может затруднить проникновение коронавируса в клетки.
