«Тандемные» димеры RBD SARS-CoV-2, SARS-CoV и MERS-CoV как вакцины против коронавирусов?
Как теперь почти всем известно вирусная «атака» начинается со «швартовки» вируса к рецептору (в случае SARS-CoV-2 это ACE2). У коронавирусов белком ответственным за швартовку является гликопротеин S, точнее его «кусочек», который называется «связывающийся с рецептором домен», сокращенно RBD (receptor binding domain). Именно в RBD сосредоточено большинство эпитопов, значимых для нейтрализации вируса антителами. К сожалению, иммуногенность этих RBD эпитопов (способность вызвать выработку антител) не слишком высока. Это одно из ограничений для так-называемых «субъединичных» вакцин (состоящих из очищенного вирусного белка). В случае коронавирусов действующим началом таких вакцин могут быть гликопротеин S или его фрагменты (наиболее перспективным из которых является RBD). Иммуногенность субъединичных вакцин тем выше, чем точнее 3-D конфигурация очищенного белка воспроизводит его “форму» в естественном состоянии, т.е. когда он является частью оболочки вируса. Достичь этого очень трудно. Но в случае коронавирусов, по крайней мере, самых зловредных из них (SARS-CoV-1, MERS-CoV и, главное, SARS-CoV-2), похоже, найден способ «обхитрить» природу. В препринте статьи, принятой к печати журналом Cell (это сейчас один из наиболее авторитетных журналов в области молекулярной и клеточной биологии), детально описано как можно значительно повысить иммуногенность RBD коронавирусов. Делается это с помощью генно инженерных и биотехнологических манипуляций. На выходе получены, причём в препаративных количествах, «искусственные RBD” которые индуцируют очень высокие титры вируснейтрализующих антител. Правда, пока это проверено только на мышах. Оригинал статьи здесь: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420308126
В самом общем виде схема получения высокоиммуногенного RBD, который авторы называют «tandem repeat single chain dimer” (одноцепочечный димер RBD с тандемным повтором), представлена на рисунке ниже (взят из статьи).
Гликопротеин S (он же spike белок) в оболочке вирусной частицы находится в виде тримера (S-trimer). При очистке этого белка можно получить его мономеры (S-monomer). Обратите внимание RBD (сиреневый овал) находится в «шляпке» S-белка. Но очистить его от остальной части этого белка обычными методами невозможно - ведь RBD это интегральная часть S-белка. Однако «сделать» RBD можно генно инженерными методами. Такие препараты мономера RBD получены во многих лабораториях. Они используются в тест-системах для определения антител против SARS-CoV-2. Но при введении животным эти RBD слабо иммуногенны, т.е. антитела на них вырабатываются плохо.
Основной результат данной работы состоит в том, что димеры RBD оказались значительно более иммуногенны, чем мономеры. Такие RBD димеры были получены для вирусов SARS-CoV-1, MERS-CoV и SARS-CoV-2 (рисунок из статьи).
Нужно было так выстроить «тандемы», чтобы препараты были стабильны и иммуногенны. Для этого потребовалось определить 3-D структуры мономерных RBD и найти оптимальные точки для их связки в тандемы. И эта сложная задача была успешно решена авторами.
В принципе данные препараты это готовые кандидаты в вакцины. Но у данного типа вакцин есть один большой недостаток - они хороши для выработки антител и только антител. Т-клеточный иммунитет ими не запускается. Тем не менее, подход очень интересен и несомненно заслуживает углублённой разработки.
Проф_АФВ