Нове дослідження, що вивчає спосіб, яким клітини людини активують імунну систему у відповідь на інфекцію SARS-CoV-2, може відкрити двері для ще більш ефективних та потужних вакцин проти коронавірусу та його швидко розвиваються варіантів.

Дослідники кажуть, що це перший реальний погляд на те, які саме типи “червоних прапорів” використовує людський організм, щоб заручитися допомогою Т-клітин - вбивцями, які імунна система посилає на знищення інфікованих клітин. До цього часу вакцини проти COVID зосереджувались на активації іншого типу імунних клітин - В-клітин, які відповідають за створення антитіл.

Розробка вакцин для активації іншого відділу імунної системи - Т-клітини—Могло б різко підвищити імунітет проти коронавірусу, і що важливо, його варіантів.

Як повідомляється в журналі Осередок, дослідники стверджують, що в сучасних вакцинах може не бути деяких важливих шматочків вірусного матеріалу, здатних викликати цілісну імунну відповідь в організмі людини. Виходячи з нової інформації, "компаніям слід переглянути оцінку конструкцій вакцин", говорить Мохсан Саїд, вірусолог Національної лабораторії нових інфекційних хвороб Бостонського університету (NEIDL) та автор статті, яка є співавтором.

Саїд, доцент кафедри біохімії медичного факультету, проводив експерименти на клітинах людини, інфікованих коронавірусом. Він виділив та ідентифікував ті зниклі шматочки білків SARS-CoV-2 всередині однієї з лабораторій NEIDL з рівня біобезпеки 3 (BSL-3).

"Це було велике завдання, оскільки багато дослідницьких методів важко адаптувати до високих рівнів утримання [таких як BSL-3]", - говорить Саїд. "Загальний дослідницький контур коронавірусу, який ми створили в NEIDL, та підтримка всієї нашої команди NEIDL допомогли нам у цьому шляху".

Саїд залучився, коли з ним зв'язалися обчислювальні генетики Пардіс Сабеті та Шира Вайнгартен-Габбай. Вони сподівались ідентифікувати фрагменти ТОРС-коронавірус-2 які активують Т-клітини імунної системи.

"Поява вірусних варіантів, активна область досліджень у моїй лабораторії, є головною проблемою для розробки вакцин", - говорить Сабеті, керівник Програми інфекційних хвороб та мікробіомів Броуд Інституту. Вона також є професором Гарвардського університету з системної біології, організмової та еволюційної біології, імунології та інфекційних хвороб, а також слідчим Медичного інституту Говарда Хьюза.

"Ми негайно розпочали роботу, оскільки в моїй лабораторії [вже] було створено людські клітинні лінії, які можуть бути легко заражені SARS-CoV-2", - говорить Саїд. Зусиллями групи керували два члени лабораторії Саїда: Да-Юань Чень, докторант та Хасан Конвей, лаборант.

З самого початку пандемії COVID на початку 2020 року вчені у всьому світі знали ідентичність 29 білків, продукованих вірусом SARS-CoV-2 в заражених клітинах - вірусних фрагментів, які зараз складають білок спайку в деяких вакцинах проти коронавірусу, таких як Moderna , Вакцини Pfizer-BioNTech та Johnson & Johnson.

Пізніше вчені виявили ще 23 білки, приховані в генетичній послідовності вірусу; однак функція цих додаткових білків була загадкою дотепер. Нові висновки Саїда та його співробітників виявляють - несподівано і критично - що 25% фрагментів вірусного білка, що викликають імунну систему людини на атаку вірусу, походить від цих прихованих вірусних білків.

Як саме імунна система виявляє ці фрагменти? Клітини людини містять молекулярні “ножиці“- так звані протеази - які при вторгненні клітин зловживають шматочки вірусних білків, що утворюються під час зараження. Ці шматочки, що містять внутрішні білки, що піддаються процесу подрібнення - як спосіб оголення серцевини яблука при сегментації плодів, - потім транспортуються до клітинної мембрани і виштовхуються через спеціальні дверні отвори.

Там вони тримаються поза камерою, діючи майже як автостопом, махаючи допомогою проходження Т-клітин. Як тільки Т-клітини помічають, як ці вірусні прапори просуваються через заражені клітини, вони починають атаку і намагаються вивести ці клітини з організму. І ця реакція на Т-клітини не є незначною - Саїд каже, що існують зв’язки між силою цієї реакції та тим, чи продовжують люди, інфіковані коронавірусом, серйозне захворювання.

"Цілком чудово, що такий сильний імунний підпис вірусу надходить з регіонів [генетичної послідовності вірусу], до яких ми були сліпими", - говорить Вайнгартен-Габбі, провідний автор статті та докторант в лабораторії Сабеті. "Це вражаюче нагадування про те, що дослідження, спрямоване на допитливість, лежать в основі відкриттів, які можуть перетворити розвиток вакцин і терапії".

"Наше відкриття ... може допомогти у розробці нових вакцин, які точно імітуватимуть реакцію нашої імунної системи на вірус", - говорить Сабеті.

Т-клітини не тільки знищують заражені клітини, але також запам'ятовують прапори вірусу, щоб вони могли розпочати атаку, сильнішу та швидшу, наступного разу, коли з'явиться той самий або інший варіант вірусу. Це найважливіша перевага, оскільки Саїд та його співробітники кажуть, що коронавірус, здається, затримує здатність клітини викликати імунну допомогу.

"Цей вірус хоче якнайдовше не виявлятися імунною системою", - говорить Саїд. “Одного разу це помітили імунна система, його буде ліквідовано, і він цього не хоче ".

На основі їхніх висновків, говорить Саїд, новий рецепт вакцини, що включає деякі нещодавно відкриті внутрішні білки, що входять до складу вірусу SARS-CoV-2, був би ефективним для стимулювання імунної відповіді, здатної боротися з широким спектром нових варіантів коронавірусу . І враховуючи швидкість, з якою ці варіанти продовжують з’являтися у всьому світі, вакцина, яка може забезпечити захист від усіх них, змінила б ситуацію.

Підтримку дослідження надав Національний інститут охорони здоров’я; Національний інститут алергії та інфекційних хвороб; Консорціум клінічного протеомічного аналізу пухлин Національного інституту раку (NCI); стипендія Human Frontier Science Program; докторська стипендія Грусса-Ліппера; стипендію програми ЦУКЕРМАН для керівництва STEM; стипендія Ротшильда; Інститут раку / Фонд Херста; стипендію Національного наукового фонду; Довгострокові стипендії EMBO; Інститут дослідження раку / Стипендія Брістоля-Майєрса Скібба; Інститут імунотерапії раку Паркера; колектив Емерсона; благодійний фонд Г. Гарольда та Лейли Ю. Мазерс; Фонд Бауда; Стартові фонди Бостонського університету; Фонд Марка та Лізи Шварц; Массачусетський консорціум з готовності до патогенів; Інститут Рагона MGH, MIT та Гарвард; та Національна лабораторія з дослідження раку імені Фредеріка.

джерело: Бостонський університет