Ученые из Института иммунологии в Ла-Холье, Института Крейга Вентера и Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали имеющиеся данные об известных коронавирусах, чтобы предсказать, какие части SARS-CoV-2, нового коронавируса, вызывающего вирусную пневмонию COVID-19, способны активировать иммунную систему человека.
Ключевую роль в активизации иммунной системы организма при проникновении в него бактерий или вирусов играют так называемые эпитопы — небольшие части молекулы, которые распознаются иммунными клетками (В- и Т-лимфоцитами) и антителами. Наличие полной карты вирусных эпитопов и их иммуногенности имеет решающее значение для исследователей, пытающихся разработать вакцины для защиты от COVID-19. «В настоящее время у нас есть ограниченная информация о том, какие фрагменты вируса вызывают серьезную реакцию человека, — говорит ведущий автор исследования профессор Института иммунологии Алессандро Сетте (Alessandro Sette). — Знание иммуногенности определенных вирусных областей или, другими словами, на какие части вируса иммунная система реагирует и насколько сильно, имеет непосредственное отношение к разработке перспективных вакцин-кандидатов и их оценке».
Поскольку о реакции иммунной системы на новый вирус SARS-CoV-2 известно пока мало, ученые использовали богатые данные об эпитопах других коронавирусов. Среди людей давно циркулируют четыре коронавируса (229E, NL63, OC43 и HKU1). Они вызывают, как правило, нетяжелые заболевания и ответственны примерно за четверть сезонных ОРВИ. Но за последние годы трижды появлялись три коронавируса, вызывающие более тяжелые болезни: SARS-CoV в 2003 году и MERS-CoV в 2008 году, а теперь и SARS-CoV-2. «SARS-CoV-2 наиболее тесно связан с SARS-CoV, наиболее полно описанным коронавирусом с точки зрения эпитопов», — говорит первый автор исследования Альба Грифони (Alba Grifoni).
Ученые использовали информацию из базы данных иммунных эпитопов (IEDB), которая содержит более 600 000 известных эпитопов примерно 3600 различных видов, а также из Virus Pathogen Resource (ViPR), специализированного хранилища информации о патогенных вирусах. Они собрали известные эпитопы для SARS-CoV и нанесли на карту соответствующие области для SARS-CoV-2.
«Мы смогли сопоставить десять В-клеточных эпитопов с новым коронавирусом, и из-за общего высокого сходства последовательностей между SARS-CoV и SARS-CoV-2 существует высокая вероятность того, что те же самые области, которые являются иммунодоминантными в SARS-CoV, также доминируют в SARS-CoV-2», — говорит Альба Грифони. Пять из этих областей были обнаружены в гликопротеине, который образует «корону» на поверхности вируса, давшую коронавирусам их название. Два других расположены в белке, который встроен в мембрану, окружающую защитную белковую оболочку вокруг вирусного генома. Еще три находятся в нуклеопротеине, который образует белковую оболочку. Т-клеточные эпитопы в основном сконцентрированы в месте соединения гликопротеина и нуклеопротеина.
Ученые использовали также другой метод поиска эпитопов — алгоритм Tepitool для прогнозирования на основе пространственной структуры белковых молекул. Он был разработан на основе базы данных IEDB Джейсоном Маклелланом и его коллегами из Техасского университета. Чтобы подтвердить Т-клеточные эпитопы SARS-CoV-2, идентифицированные на основе их сходства с SARS-CoV, ученые сравнили их с эпитопами, определенными программой Tepitool в IEDB. В результате они подтвердили 12 из 17 предложенных эпитопов.
«Тот факт, что мы обнаружили, сохранение высокой степени сходства В- и Т-клеточных эпитопов между SARS-CoV и SARS-CoV-2, становится отличной отправной точкой для разработки вакцин, — сказал профессор Алессандро Сетте. — Вакцинные стратегии, которые специально нацелены на эти регионы, могут создать иммунитет, который не только перекрестно защищает от обоих видов, но и относительно устойчив к продолжающейся эволюции вируса».
Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Host & Microbe.
