Прорывное исследование впервые позволило понять, как Омикрон «убегает» от антител

Новое компьютерное исследование Массачусетского технологического института (MIT) выявило, что десятки мутаций в спайковом белке штамма Омикрон помогают ему уклоняться от всех четырех классов антител, которые могут воздействовать на вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19.

Это – антитела, генерируемые вакцинированными или ранее инфицированными людьми, а также большинство разработанных методов лечения моноклональными антителами, говорит глава лаборатории Рам Сасисекаран (Ram Sasisekharan), профессор биологической инженерии, медицинских наук и технологий в MIT. Используя созданный уникальный вычислительный подход, позволивший им определить, как мутировавшие аминокислоты вирусного шиповидного белка влияют на близлежащие аминокислоты, исследователи смогли получить многомерное представление о том, как вирус уклоняется от антител. По словам Сасисекхарана, традиционный подход, заключающийся только в изучении изменений в генетической последовательности вируса, снижает сложность реальной трехмерной поверхности шиповидного белка и не описывает многомерную сложность белковых поверхностей, с которыми пытаются связаться антитела. «Важно получить полную картину многих мутаций, наблюдаемых в Омикроне, особенно в контексте спайкового белка, учитывая, что последний жизненно важен для функции вируса, и все основные вакцины основаны на этом белке» говорит профессор. «Необходимы инструменты или подходы, способные быстро определить влияние мутаций на новые варианты вируса, вызывающие озабоченность, особенно для SARS-CoV-2». Сасисекаран — старший автор исследования, опубликованного на этой неделе в Cell Reports Medicine. Он считает, что несмотря на то, что Омикрон в той или иной степени способен ускользать от большинства антител, вакцины по-прежнему обеспечивают определенную защиту. «Что хорошо в вакцинах, так это то, что они генерируют не только В-клетки, вызывающие ответ моноклональных антител, но и Т-клетки, обеспечивающие дополнительные формы защиты», — говорит он. После того, как в ноябре прошлого года появился вариант Омикрон, Сасисекаран и его коллеги начали анализировать тримерный белок-шип штамма, используя метод компьютерного моделирования на основе сети, который они первоначально разработали несколько лет назад для изучения белка-шипа гемагглютинина на вирусах гриппа. Метод позволяет им определить, как мутации в генетической последовательности связаны в трехмерном пространстве через сеть межаминокислотных взаимодействий, критически влияющих на структуру и функцию вирусного белка. Подход исследователей, известный как сетевой анализ взаимодействия аминокислот, оценивает, как одна мутировавшая аминокислота влияет на близлежащие аминокислоты в зависимости от того, насколько они «связаны в сеть» — мера того, насколько данная аминокислота взаимодействует со своими соседями. Это дает ученым намного более богатую информацию, чем просто изучение отдельных изменений в одномерном пространстве аминокислотной последовательности. Когда появился Омикрон с примерно тремя дюжинами мутаций шиповидного белка, исследователи решили быстро использовать свой метод для изучения способности этого варианта уклоняться от антител человека. Они сосредоточили свой анализ на рецептор-связывающем домене (receptor binding domain, RBD), являющийся частью спайкового белка, на который нацелены антитела. RBD также является частью вирусного белка, который присоединяется к человеческим рецепторам ACE2 и позволяет вирусу проникать в клетки. Используя свой подход к сетевому моделированию, исследователи изучили, как каждая из мутаций в RBD изменяет форму белка и влияет на его взаимодействие с четырьмя классами (классы 1-4) человеческих антител, нацеленных на SARS-CoV-2.  Исследователи сравнили вариант Омикрон с исходным вирусом SARS-CoV-2, а также с Бета- и Дельта-вариантами. «С помощью Омикрона вы можете увидеть значительное количество возмущенных сайтов по сравнению с Бета и Дельта», — говорит Сасисекаран. «От исходного штамма к Бета-штамму, а затем к Дельта-штамму существует общая тенденция к большей способности к побегу». Эти возмущения позволяют вирусу уклоняться не только от антител, образовавшихся в результате вакцинации или предыдущей инфекции SARS-CoV-2, но и от многих методов лечения моноклональными антителами, разработанных фармацевтическими компаниями. Результаты нового исследования могут помочь определить области RBD, на которые должны быть нацелены будущие вакцины и терапевтические антитела. Сасисекаран вообще убежден, что для создания более эффективных методов лечения антителами может потребоваться разработка коктейлей антител, нацеленных на разные части шиповидного белка. По его словам, эти комбинации, вероятно, должны будут включать антитела классов 3 и 4, которые, по-видимому, предлагают меньше путей ускользания для вируса.

Источник: https://medicalxpress.com/news/2022-02-omicron-antibodies.html

7.02.2022