В углеводной маскировке, которая защищает коронавирусные белки от иммунной системы, есть щели, которые можно использовать для атаки на вирус.

Коронавирусы связываются с клетками с помощью белков, которые покрывают вирусную частицу и образуют ту самую «корону». Эти белки выглядят как высокие булавообразные выступы и называются S-белками (от слова spike, то есть выступ, шип). У нового коронавируса SARS-CoV-2 его S-белок связывается с клеточным ферментом ACE2, который сидит на мембране клетки. И про вирусную «корону», и про белок ACE2 мы писали, сейчас уже известно, каким именно местом S-белок связывается с ACE2, и коронавирус даже пытаются как-то отвлечь от клеточного белка с помощью молекулы-обманки.

Частицы коронавируса SARS-CoV-2 под электронным микроскопом. (Фото: NIAID / Wikipedia) 

S-белок коронавируса SARS-CoV-2, торчащий из липидной оболочки вируса и усыпанный углеводными молекулами. (Иллюстрация: Lorenzo Casalino, Zied Gaieb, Rommie Amaro / University of California San Diego)

Но лучше всего было бы, чтобы иммунитет сам вовремя узнавал о коронавирусе и начинал его истреблять. Для этого нужны антитела, которые будут связываться с вирусным белком, мешая ему работать и одновременно сигнализируя иммунным клеткам, что им нужно немедленно его съесть. Кажется очевидным, что иммунная система должна научиться вырабатывать антитела против «коронного» белка; а если сам иммунитет медлит с этим делом, ему нужно помочь вакциной. Как известно, вакцина представляет собой либо полуубитый патоген, либо какую-то его молекулу или кусок молекулы, по которому патоген можно узнать: при вакцинировании мы показываем иммунной системе кусок молекулы патогена, как полицейскому псу дают понюхать вещь с каким-нибудь криминальным запахом, так что иммунитет дальше понимает, что он должен искать.

И тут с коронавирусом возникает проблема: его «коронные» белки покрыты небольшими углеводными молекулами – гликанами. Они прикрывают S-белки, так что антитела не могут с ними связаться (а в углеводах-гликанах слишком мало специфической молекулярной информации, чтобы по ним можно было узнать вирус). Но, может быть, в углеводной маскировке есть щели?

Сейчас есть методы молекулярного анализа, которые позволяют разбить молекулу белка на фрагменты, чтобы потом точно определить, на каких аминокислотах сидят углеводы-гликаны. Именно эту работу проделали исследователи из Саутгемптонского университета – в статье, выложенной на сайте bioRxiv, они описывают структуру S-белка нового коронавируса с учётом сидящих на нём углеводных остатков. (Поскольку и белок, и гликаны постоянно движутся, вибрируют, как бы дышат, на них лучше всего смотреть в виде gif-анимации, как на рисунке 2.)

Действительно, в углеводной маскировке SARS-CoV-2 есть явные щели – и этим он отличается, например, от ВИЧ, чьи поверхностные белки покрыты  непроницаемым углеводным плащом. Но ВИЧ и ведёт себя иначе – он остаётся в организме надолго, и защита ему нужна более надёжная. SARS-CoV-2 действует иначе, для него главное – чтобы его не заметили в течение небольшого времени, а там уже новые вирусные частицы воздушно-капельным путём полетят к новому хозяину.

То, что у «коронного» белка SARS-CoV-2 в принципе есть открытые, незащищённые места, позволяет надеяться, что его можно сделать видимым для иммунитета. Возможно, эти участки S-белка можно использовать для вакцины, или же можно сконструировать лабораторные антитела, которые будут связываться с оголёнными участками белковой молекулы, не давая ей взаимодействовать с клеткой. Кстати, именно такие сконструированные антитела в некоторых экспериментах уже работают: на bioRxiv есть другая статья, в которой сотрудники Техасского университета в Остине, Фламандского биотехнологического института и других научных центров США и Германии описывают антитела, собранные из кусков иммуноглобулинов человека и ламы. Ламам вводили коронавирусный белок, против которого у них появлялись антитела, их соединяли с фрагментом человеческих антител, и такая гибридная молекула эффективно обезвреживала SARS-CoV-2 в экспериментах на клеточных культурах – антитела не давали входить вирусу в клетки.

Правда, как пишет портал The Scientist, некоторые специалисты указывают на то, что готовые антитела в качестве способа лечения могут быть опасны. Например, в опытах с обезьянами, которых заражали SARS-CoV (вызвавшем вспышку атипичной пневмонии в 2002–2003 гг.), терапевтические антитела против вируса вызывали такую сильную иммунную реакцию, что никакого лечения не происходило: в лёгких начиналось такое же сильное воспаление, как и при нелечённом вирусе. То есть, как бы мы ни нуждались в лекарстве от нового коронавируса, иммунологические методы терапии (да и не только иммунологические) должны сначала проходить проверку на безопасность.