26 ноември 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Най-разпространената мутация на SARS-CoV-2 прави коронавируса по-податлив на ваксина

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 16 ноември 2020 в 00:08 28690
Изображение на криогенен електронен микроскоп на страничен изглед на протеиновия шип на SARS-CoV-2, S1 участъкът на шипа е показан в зелено, а частта S2 е в лилаво. Тази уникална система от две части се оказа относително нестабилна. Появява се нова мутация във вирусния вариант, най-разпространен в Ню Йорк и Италия, който прави този скок едновременно по-стабилен и по-способен да заразява клетките. Кредит: Scripps Research/Andrew Ward lab

SARS-CoV-2 е мутирал по начин, който му позволява да се разпространи бързо по целия свят, но мутацията на шиповете му може да направи вируса по-податлив на ваксина. Това твърди ново проучване, публикувано в Science.

Мутиралата версия на коронавируса, наречена D614G, се появи в Европа и стана най-разпространена в света, тя се среща в 85% от глобалните случаи.

Новото изследване на учени от Университета на Северна Каролина (UNC) в Чапъл Хил и Университета на Уисконсин-Мадисън показват, че щамът D614G се репликира по-бързо и по-лесно се предава между хората в сравнение с вируса с произход от Китай, разпространен в началото на пандемията.

Резултатите от проучването дават основание за важни констатации. Макар щамът D614G да се разпространява по-бързо, проучванията върху животни показват, че не е свързан с по-тежко заболяване и щамът е малко по-чувствителен към неутрализиране от терапия с антитела.

Изследването, публикувано на 12 ноември, предоставя първите конкретни констатации за това как еволюира SARS-CoV-2.

„Вирусът D614G надминава и надраства щама на предшественика си с около 10 пъти и се възпроизвежда изключително ефективно в първичните назални епителни клетки, които са потенциално важно място за предаване от човек на човек“, коментира Ралф Барич (Ralph Baric), професор по епидемиология в UNC и професор по микробиология и имунология в UNC School of Medicine

Професор Барич е изучавал коронавируси повече от три десетилетия и е бил неразделна част от разработването на ремдезивир, първата одобрена от Американската агенция за храни и лекарства терапия на COVID-19.

Изследователите смятат, че щамът D614G на коронавируса доминира, тъй като шиповият му протеин притежава по-голяма способност да отключва клетките и така вирусът да прониква по-лесно в тях. Тези подобни на корона шипове дават името на коронавируса.

Мутацията D614G е довела до отварянето на клапан на върха на един от шиповете, което позволява на вируса да заразява по-ефективно клетките, но също така и дава възможност да се стигне до уязвимото ядро ​​на вируса. Благодарение на това отворено капаче по-лесно антителата - като тези в тестваните в момента ваксини -  може да проникнат и деактивират вируса.

Оранжевата част на графиката показва процента на случаите на коронавирус, които са оригиналният щам D. Синьото показва колко често се среща щамът G. С течение на времето вариантът G измества щама D. Кредит: Cell

В началото пандемията Covid-19 е доминирана от вариант на вируса, който сега се нарича „щам D“.

Данни от проучване, публикувано миналия месец, показват скок на щама G в Европа в началото на февруари, последван от нов възход на варианта G две седмици по-късно. В началото на март случаи на D614G са забелязани по целия свят и тази специфична мутация съставлява около една четвърт от всички случаи. Той продължава да нараства и представлява повече от 70 % от всички случаи до май, а сега броят им надхвърля 85 %.

МУТАЦИЯ В АМИНОКИСЕЛИНА 614

Има около 1300 аминокиселини, които служат като градивни елементи на шиповия протеин на повърхността на вируса SARS-CoV-2. В мутантния вирус генетичните инструкции за само една от тези аминокиселини - номер 614 - преминават от вариант „D“ (съкращение от аспарагинова киселина) към „G“ (съкращение от глицин).

При тази мутация D614G промяна в единична двойка основи на ДНК причинява заместване на аспарагинова киселина (еднобуквен код: D) с глицин (еднобуквен код: G) в протеина, кодиран от мутиралия ген.

„Оригиналният протеинов връх имаше „D“ в тази позиция и бе заменен с „G“, обяснява Йошихиро Каваока (Yoshihiro Kawaoka) от факултета по вирусология в Университета на Уисконсин-Медисън, участник в новото изследваане.

"Няколко статии вече бяха описали, че тази мутация прави протеина по-функционален и по-ефективен при навлизане в клетките".

Тези по-ранни проучвания обаче разчитат на псевдотипизиран вирус, който включва рецептор-свързващия протеин, но той не е автентичен.

Използвайки обратна генетика, екипът на Барич създава лабораторно изградена версия на мутантния вирус и наблюдава как заразява мишки и хамстери, модифицирани, за да имат човешката версия на ACE2 рецептора.

Те откриват, че мутиралият вирус не само се репликира около 10 пъти по-бързо - той е и много по-заразен.

Хамстерите са заразени с единия или другия щам на вируса. На следващия ден осем незаразени хамстера са настанени в клетки до заразените хамстери. Между тях има преграда, така че да не могат да се докосват, но въздухът спокойно може да преминава между клетките.

Изследователите започват да търсят репликация на вируса при незаразените животни на втория ден. И двата вируса стигат до животните по въздушен път, но по различно време.

При мутантния вирус изследователите наблюдават, че вирусът се предава на 6 от 8 хамстера в рамките на два дни и на всички хамстери до четвъртия ден. При оригиналния вирус на втория ден липсва заразяване, но всички изложени животни са заразени до четвъртия ден.

"Видяхме, че мутантният вирус предава по-добре във въздуха от [оригиналния] вирус, което може да обясни защо този вирус доминира при хората", отбелязва Каваока.

3D модел на SARS-CoV-2, създаден в лабораторията за молекулярна биология MRC, използвайки данни от електронна криотомография, публикуван в Nature от екипа на Джон Бригс (John Briggs). Този модел на автентична вирусна частица разкрива позиции, конформации и ориентация на протеиновите шипове върху мембраната на вириона (синьо). RBD = Домен за обвързване на рецептора.

Учените се опитват да определят защо щамът D614G се появява като основна форма на SARS-CoV-2, вирусът, който причинява Covid-19.

Изследователите проучват и патологията на двата коронавирусни щама. След като хамстерите са заразени, те проявяват по същество един и същ вирусен товар и симптоми. (Болните хамстери, заразени с мутиралия щам са загубили малко повече тегло.)

Това предполага, че докато мутантният вирус е много по-добър при заразяването на гостоприемници, той не причинява значително по-тежко заболяване.

Изследователите предупреждават, че резултатите от патологията може да не съвпаднат с тези при хората.

"SARS-CoV-2 е изцяло нов човешки патоген и еволюцията му в човешките популации е трудна за предвиждане", отбелязва Барич. "Непрекъснато се появяват нови варианти, като наскоро откритата версия на клъстер 5 от норка SARS-CoV-2 в Дания, която също кодира D614G.

"За да защитим максимално общественото здраве, трябва да продължим да проследяваме и да изучаваме последиците от тези нови мутации върху тежестта на заболяването, предаването, обхвата на гостоприемниците и уязвимостта към имунитета, предизвикан от ваксина", коментира Барич.

Въпреки че проучването потвърждава, че мутацията е по-инфекциозна, то не стига до заключение защо.

Кредит: D614G mutation of SARS-CoV-2 spike protein enhances viral infectivity, Hu J, et al.

Неотдавнашно проучване, публикувано на сървъра за препринти medRxiv и все още нерецензиран от Университета в Льовен, Белгия, открива, че мутацията D614G кара коронавирусът да процъфтява при 37 ° C, температурата на човешкото тяло.

Той е по-стабилен при тази температура от оригиналния щам D, който предпочита 33 ° C.

Тази разлика прави новия вариант по-стабилен при точните температури, наблюдавани в дихателните пътища на човека.

Мутацията също така е свързана с повишена способност за манипулиране на протеазата, ензим в клетките, който унищожава протеините, за да се улесни инфекцията.

„Съвместно нашите открития показват как протеинът на коронавирусния шип е фино настроен към температурата и условията на протеаза на дихателните пътища, за да подобри предаването на вируса и патологията“, пишат авторите.

Справка: Yixuan J. Hou et al, SARS-CoV-2 D614G variant exhibits efficient replication ex vivo and transmission in vivo, Science  12 Nov 2020:eabe8499. DOI: 10.1126/science.abe8499

Източник: Common SARS-CoV-2 mutation may make coronavirus more susceptible to a vaccine, University of North Carolina at Chapel Hill


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Медицина
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.