Результаты исследования, проведенного Университетом Северной Аризоны и Исследовательским институтом трансляционной геномики (TGen), филиалом City of Hope, предполагают, что иммунная система людей, инфицированных COVID-19, может полагаться на антитела, созданные во время более раннего заражения. коронавирусы для борьбы с болезнью.

COVID-19 – не первая встреча человечества с коронавирусом, названным так из-за коронавируса или короноподобных протеиновых шипов на поверхности вируса. До SARS-CoV-2-, вируса, вызывающего COVID-19-, люди прошли через как минимум шесть других типов коронавирусов.

Исследование было направлено на то, чтобы понять, как коронавирусы (CoV) воспламеняют иммунную систему человека и позволяют глубже изучить внутреннюю работу антител. Опубликованные результаты «Профилирование с помощью эпитопа ответа антител SARS-CoV-2 выявляет перекрестную реактивность с эндемичными коронавирусами человека», опубликованные сегодня в журнале Cell Reports Medicine .

Наши результаты позволяют предположить, что вирус COVID-19 может вызывать реакцию антител, которая существовала у людей до нашей нынешней пандемии, а это означает, что у нас уже может быть некоторая степень ранее существовавшего иммунитета к этому вирусу ».

Джон Алтин, старший автор исследования, доцент, отделение инфекционных болезней, Исследовательский институт трансляционной геномики (TGen)

Эти знания могут помочь исследователям разработать новые методы диагностики, оценить целебные свойства плазмы выздоравливающих, разработать новые терапевтические методы лечения и, что немаловажно, помочь разработать будущие вакцины или терапию с использованием моноклональных антител, способных защищать от мутаций, которые могут возникнуть в COVID- 19 вирус.

Исследователи использовали инструмент под названием PepSeq для точного картирования ответов антител на все коронавирусы, заражающие человека. PepSeq – это новая технология, разрабатываемая TGen и NAU, которая позволяет создавать самые разнообразные пулы пептидов (короткие цепи аминокислот), связанных с тегами ДНК. В сочетании с высокопроизводительным секвенированием эти пулы молекул PepSeq позволяют глубоко исследовать реакцию антител на вирусы.

«Данные, полученные с помощью PepSeq, позволили широко охарактеризовать реакцию антител у людей, недавно инфицированных SARS-CoV-2, по сравнению с людьми, подвергавшимися только предыдущему воздействию коронавирусов, которые сейчас широко распространены в человеческих популяциях», – сказал Джейсон Ладнер. ведущий автор исследования и доцент Института патогенов и микробиома НАУ.

Помимо SARS-CoV-2, исследователи изучили ответы антител от двух других потенциально смертельных коронавирусов: MERS-CoV, вызвавшего в 2012 г. вспышку респираторного синдрома на Ближнем Востоке в Саудовской Аравии; и SARS-CoV-1, первый пандемический коронавирус, вызвавший вспышку тяжелого острого респираторного синдрома в Азии в 2003 году. Все три являются примерами коронавирусов, которые инфицируют животных, но эволюционировали, заставив людей заболеть, и стали новыми патогенами для человека.

В дополнение к характеристике антител, распознающих SARS-CoV-2, они также исследовали антительный ответ четырех старых коронавирусов: альфа-коронавируса 229E; альфа-коронавирус NL63; бета-коронавирус OC43; и бета-коронавирус HKU1. Эти так называемые «обычные» коронавирусы являются эндемичными для всех популяций людей, но обычно не являются смертельными и вызывают легкие инфекции верхних дыхательных путей, подобные простуде.

Сравнивая образцы реактивности против этих различных коронавирусов, исследователи продемонстрировали, что SARS-CoV-2 может вызывать антитела иммунной системы, изначально созданные в ответ на прошлые коронавирусные инфекции. Эта перекрестная реактивность проявлялась в двух сайтах в белке SARS-CoV-2 Spike; белок на поверхности вирусных частиц, который прикрепляется к белкам ACE2 на клетках человека, чтобы облегчить проникновение клеток и инфицирование.

«Наши результаты позволяют выделить участки, на которых реакция SARS-CoV-2, по-видимому, сформирована предыдущими контактами с коронавирусом и которые могут вызывать выработку широко нейтрализующих антител. Мы также демонстрируем, что эти перекрестно-реактивные антитела преимущественно связываются с эндемичными пептиды коронавируса, предполагая, что реакция на SARS-CoV-2 в этих регионах может быть ограничена предыдущим воздействием коронавируса », – сказал Алтин, добавив, что необходимы дополнительные исследования, чтобы понять значение этих результатов.

Полученные данные могут помочь объяснить самые разные реакции пациентов с COVID-19 на болезнь: от легкой до бессимптомной до тяжелых инфекций, требующих госпитализации, часто приводящих к смерти. Также возможно, что различия в ранее существовавшем ответе антител, выявленные в этом исследовании, могут помочь объяснить некоторые различия в том, насколько серьезно заболевание COVID-19 проявляется у пожилых и молодых людей, у которых будет разная история инфекций с распространенными коронавирусами.

«Наши результаты повышают вероятность того, что характер индивидуальной реакции антител на предшествующую эндемическую коронавирусную инфекцию может повлиять на течение заболевания COVID-19», – сказал Ладнер.

Также внесли свой вклад в это исследование: Национальный медицинский центр «Город надежды», Национальный военно-медицинский центр Уолтера Рида, Научно-исследовательский институт Vitalant, Институт медицинских открытий Сэнфорда Бернхема Пребиса, Норвежский университет науки и технологий, больница Св. Олавса и Encodia Inc.

Бывший студент бакалавриата по информатике Зейн Финк назван соавтором исследования.

«Зейн очень помог с разработкой используемых анализов и написал специальное программное обеспечение для анализа», – сказал Ладнер. Финк, окончивший НАУ весной 2020 года, сейчас работает над докторской степенью. по информатике в Университете Иллинойса.