Исследователи обнаружили, что природная молекула может эффективно блокировать связывание подмножества человеческих антител с SARS-CoV-2. Это открытие может помочь объяснить, почему некоторые пациенты с COVID-19 могут серьезно заболеть, несмотря на высокий уровень антител против вируса.

В своем исследовании, опубликованном в Science Advances сегодня (22 апреля 2021 г.), команды из Института Фрэнсиса Крика в сотрудничестве с исследователями из Имперского колледжа Лондона, Королевского колледжа Лондона и UCL (Университетского колледжа Лондона) обнаружили, что биливердин и билирубин, природные молекулы, присутствующие в организме, могут подавлять связывание антител с коронавирусом.

Поскольку вакцины распространяются по всему миру, понимание иммунитета к SARS-CoV-2, а также того, как вирус ускользает от антител, становится критически важным. Однако остается еще много неизвестного. Способность иммунной системы контролировать инфекцию и качество ответа антител сильно различаются и плохо коррелируют между людьми.

Исследователи Крика участвовали в разработке тестов, позволяющих определить, подвергался ли человек воздействию вируса. Ученые обнаружили, что спайковый белок SARS-CoV-2 прочно связывается с биливердином, молекулой, которая придает этим белкам необычный зеленый цвет.

Работая с командами Имперского колледжа Лондона, UCL и Королевского колледжа Лондона, они обнаружили, что эта природная молекула снижает связывание антител со спайком.

Они использовали сыворотки крови и антитела людей, которые ранее были инфицированы SARS-CoV-2, и обнаружили, что биливердин может подавлять связывание человеческих антител со спайком на 30-50%, при этом некоторые антитела становятся неэффективными при нейтрализация вируса.

Такое значительное воздействие было совершенно неожиданным, поскольку биливердин связывается только с очень маленьким участком на поверхности вируса. Чтобы выяснить действующий механизм, команда из Крика использовала криоэлектронную микроскопию и рентгеновскую кристаллографию, чтобы детально изучить взаимодействия между спайком, антителами и биливердином.

Они обнаружили, что биливердин прикрепляется к N-концевому домену шипа и стабилизирует его, так что шип не может открываться и обнажать части своей структуры. Это означает, что некоторые антитела не могут получить доступ к своим сайтам-мишеням и, следовательно, не могут связываться с вирусом и нейтрализовать его.

Когда SARS-CoV-2 поражает легкие пациента, он повреждает кровеносные сосуды и вызывает увеличение количества иммунных клеток. Оба эти эффекта могут способствовать увеличению уровней биливердина и билирубина в окружающих тканях. А чем больше этих молекул доступно, тем больше у вируса возможностей спрятаться от определенных антител. Это действительно поразительный процесс, поскольку вирус может извлекать выгоду из побочного эффекта уже нанесенного им ущерба »

Аннакиара Роза, первый автор исследования и научный сотрудник лаборатории структуры хроматина и мобильной ДНК, Институт Фрэнсиса Крика

Петр Черепанов, автор и руководитель группы Лаборатории структуры хроматина и мобильной ДНК в Крике, говорит: «В первые месяцы пандемии мы были чрезвычайно заняты производством вирусных антигенов для тестов SARS-CoV-2.

Это была гонка, поскольку эти испытания были срочно необходимы. Когда мы наконец нашли время изучить наши зеленые белки, мы ожидали обыденного ответа. Вместо этого мы были удивлены, обнаружив новый трюк, который использует вирус, чтобы избежать распознавания антител. Это результат совместных усилий нескольких замечательных команд, работающих в Крике и трех университетах-партнерах, руководимых исключительно научным любопытством »

Исследователи продолжат эту работу под разными углами зрения, включая измерение уровней биливердина и других метаболитов гема у пациентов с COVID-19, а также изучение возможности взлома сайта связывания, используемого биливердином, чтобы потенциально найти новые способы нацелить вирус.