Учёные определили причины повышенной заразности варианта Дельта

0

Дельта-вариант пандемического коронавируса более чем в два раза более заразен, чем предыдущие штаммы. Однако неясно, что именно движет способностью Delta распространяться так быстро. Новая лабораторная стратегия, позволила быстро и безопасно изучить эффекты мутаций в вариантах SARS-CoV-2, а так же определить малозаметную мутацию в Дельте, которая позволяет вирусу вводить больше своего генетического кода в клетки-хозяева, повышает вероятность того, что каждая инфицированная клетка распространит вирус на другую клетку.

“Это открытие, опубликованное в журнале Science, имеет большое значение, – говорит Майкл Саммерс, структурный биолог из Университета Мэриленда, округ Балтимор, – Не только потому, что оно помогает объяснить разрушительные последствия Дельты. Новая система, разработанная лауреатом Нобелевской премии Дженнифер Дудной из Калифорнийского университета (UC) в Беркли и ее коллегами, является мощным инструментом для понимания текущих вариантов SARS-CoV-2 и изучения того, как будущие варианты могут повлиять на пандемию, говорит он. Система, которую она разработала, позволяет изучать любую мутацию и ее влияние на ключевые части репликации вируса”.

Дудна и ее команда создали новый инструмент, изменив лабораторные конструкции, называемые вирусоподобными частицами (VLP), которые содержат все структурные белки вируса, но не имеют его генома. Со стороны VLP SARS-CoV-2 выглядит точно так же, как полноценный вирус. Он может связываться с клетками в лаборатории и проникать в них. Но поскольку он лишен генома РНК вируса, он не может захватить механизм клетки для репликации и вырваться из клетки-хозяина, чтобы заразить больше клеток.

Эксперты добавили новое новшество в систему VLP. Они вставили фрагмент мессенджерной РНК (мРНК), которая заставляет клетки, захваченные VLP, загораться и светиться. Чем ярче светятся клетки после заражения VLP, тем больше мРНК успешно доставлено VLP.

Затем исследователи изменили белки VLP с помощью различных мутаций. Одним из них был R203M, мутация, обнаруженная в Дельте, которая изменяет нуклеокапсид (N), белок, спрятанный внутри вируса, который упаковывает его геном РНК. Белок N играет центральную роль в репликации вируса, и его функции включают стабилизацию и высвобождение генетического материала вируса. И он содержит мутационную горячую точку: участок из семи аминокислот, который мутирует в каждом интересующем или вызывающем озабоченность варианте SARS–CoV-2 в большинстве исследованных образцов. R203M-одна из мутаций в этой горячей точке.

Согласно интенсивности свечения VLP, одно изменение аминокислоты, обнаруженное в нуклеокапсидном белке Delta, увеличило количество частиц в 10 раз по сравнению с исходным вирусом. Клетки, инфицированные VLPs, несущими N мутаций, обнаруженных в Альфа-и Гамма-вариантах, светились в 7,5 и 4,2 раза ярче, соответственно.

Затем ученые протестировали настоящий коронавирус, разработанный с учетом мутации R203M, в соответствующих лабораторных условиях биобезопасности. После проникновения в клетки легких в лаборатории мутировавший вирус произвел в 51 раз больше инфекционного вируса, чем исходный штамм SARS-CoV-2.

У людей, инфицированных коронавирусом, очень небольшая доля вирусных частиц, продуцируемых клеткой, фактически заражает другую клетку, отчасти потому, что у многих вирусных частиц отсутствуют части или весь геном вирусной РНК. Таким образом, мутации, которые делают вирус более эффективным при размещении РНК внутри клеток-хозяев, могут увеличить количество производимых инфекционных частиц.

“Эта мутация, обнаруженная в Дельте делает вирус лучше в создании инфекционных частиц, и из-за этого он распространяется быстрее, – говорит Абдулла Сайед, инженер-биомедицин из Института данных и биотехнологии Гладстона и один из первых авторов статьи. – Это открытие имеет значение для лечения. В этой области можно было бы больше подумать о нацеливании на белок нуклеокапсида, чтобы действительно помочь контролировать инфекцию и лечить пациентов”.

В настоящее время исследователи пытаются понять, как мутация Delta R203M и другие в N улучшают сборку вирусных частиц и доставку их мРНК к клеткам-хозяевам. Они будут исследовать, участвует ли в этом белок-хозяин. Если это так, то нацеливание на него с помощью препарата может быть эффективным способом остановить распространение Дельты.

Комментарии закрыты