W czasie, gdy rozważa się kwestię trzeciej dawki szczepionki dla wszystkich, badania z wykorzystaniem zaawansowanych symulacji komputerowych i mikroskopów sił atomowych ujawniły bardziej stabilne - a zatem trudniejsze do przerwania - wiązania wariantów SARS-CoV-2 z receptorami w naszych komórkach. W połączeniu z utratą powinowactwa niektórych przeciwciał do kolczastych białek S wariantu, wyniki te nasuwają pytanie o dostosowanie szczepionki do wariantów zamiast podawania trzeciej dawki istniejących szczepionek.
(tłumaczenie oryginalnego tekstu autora)
Dynamiczna ewolucja i odpowiedź na bodźce siłowe pomiędzy wirusami SARS-CoV-2, a żywymi komórkami została zaobserwowana w niedawnych badaniach prowadzonych przez polskie i belgijskie zespoły, opublikowanych w Nature Communication (https://www.nature.com/articles/s41467-021-27325-1).
Lider zespołu dr Adolfo Poma Bernaola (kierownik grupy obliczeniowej w ICRI-BioM, Politechnika Łódzka), prof. David Alsteens (kierownik Laboratorium NanoBiofizyki, Uniwersytet w Louvain) i brazylijski postdoc dr Rodrigo Azevedo Moreira da Silva (Zakład Biosystemów i Miękkiej Materii, Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk) zastosowali innowacyjne podejście łączące między innymi atomistyczną symulację molekularną, mikroskopię sił atomowych, najnowocześniejszy sprzęt do badań, analizę big data.
Warianty, zwłaszcza wariant Kappa, bliski kuzyn Delty, przyjmują nową strategię, aby skuteczniej wiązać się z komórkami, które chcą zaatakować. Zamiast zwiększać siłę wiązania do konkretnego miejsca na naszych receptorach ACE2 - głównego punktu wejścia koronawirusa do naszych komórek - optymalizują wiązania w różnych punktach zapalnych na większym obszarze. W rezultacie, "ogólne" wiązanie wariantu z komórkami jest bardziej stabilne. Z ewolucyjnego punktu widzenia jest to strategia, która ma sens, ponieważ wirusy te podlegają licznym fluktuacjom na poziomie nabłonka oddechowego, czyli tkanki pokrywającej powierzchnię dróg oddechowych.
Od Alfy do nowo pojawiających się lotnych związków organicznych: od napy do rzepów
To prawie tak, jakby oryginalny szczep SARS-CoV-2 wiązał się z naszymi komórkami za pomocą zatrzasku, podczas gdy warianty wybrały system rzepy, którego każde maleńkie wiązanie nie jest tak silne jak zatrzask, ale którego maleńkie wiązania łącznie tworzą bardzo stabilną interakcję pomiędzy wariantami a naszymi komórkami. Pracowaliśmy z różnymi wariantami, w tym z Kappa, który w momencie przeprowadzania prób do tych badań był nowym wariantem z Indii. Możemy założyć, że wariant Delta zachowuje się w bardzo podobny sposób.
We współpracy z David Alsteens's NanoBiophysics Lab testowano in vitro powinowactwo i wiązanie dwóch typów przeciwciał wytwarzanych przy kontakcie z oryginalnym szczepem wirusa lub szczepionką. Spośród tych dwóch przeciwciał, jedno nadal było w stanie zablokować białko kolczaste wariantu Kappa przed wiązaniem się z receptorem ACE2, podczas gdy drugie nie miało na to żadnego wpływu.
Modyfikacja szczepionek?
Badania te umożliwiły wizualizację i zmierzenie w konkretny sposób, jak mutacje zmieniają interakcje pomiędzy wirusem a naszymi komórkami. Zrodziło się również ważne w tej chwili pytanie: Co z dostosowaniem szczepionek do nowych wariantów? Kiedy po raz pierwszy wprowadzono szczepionki, zwłaszcza szczepionki mRNA, firmy farmaceutyczne twierdziły, że jedną z ich wielkich zalet jest to, że można je łatwo dostosować, aby pozostały skuteczne wobec nowych wariantów. Sugerowano, że czas oczekiwania na odpowiednią szczepionkę wynosi sześć tygodni. Ponieważ wariant Delta krąży od kilku miesięcy, a ostatnio pojawił się wariant Omicron, w najbliższej przyszłości należy rozważyć obowiązkowe dostosowanie trzeciej dawki szczepionki.
Aby dowiedzieć się więcej o badaniach autora:
- David Alsteens (https://perso.uclouvain.be/david.alsteens/)
- Adolfo Poma (https://sites.google.com/view/pomalab/)
- International Centre for Research on Innovative Bio-based Materials (ICRI-BioM) (https://icri-biom.p.lodz.pl/)
Aby dowiedzieć się więcej o badaniach zespołu Adolfo Poma nad koronawirusami - artykuły:
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/NR/D0NR03969A
- https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/07391102.2020.1758788
- https://www.mdpi.com/1996-1944/13/23/5362
- https://www.nature.com/articles/s41467-020-18319-6
