Як SARS-CoV-2 уникає імунної відповіді?

Актуальність

Пандемія COVID-19 триває більше року. Незважаючи на впровадження декількох різноманітних вакцин проти SARS-CoV-2, виникають нові варіанти вірусу, які мають антигенну відмінність та викликають занепокоєння. Виникнення штамів B.1.1.7 у Великій Британії, B.1.351 у Південній Африці, B.1.1.28 та B.1.1.28.1 (інший ідентифікатор Р.1) у Бразилії та B.1.232 / B.1.427/B.1.429 в США спонукає до пошуку відповідей на запитання, які стосуються природи, ступеня та наслідків антигенного дрейфу SARS-CoV-2. У рецепторзв’язувальних сайтах (receptor-binding site – RBS) спайк-білка рецепторного домену штам B.1.1.7 набув мутації N501Y. Штами B.1.351 та B.1.1.28.1 розділяють цю мутацію разом з K417N/T та E484K. Натомість каліфорнійські варіанти відрізняє мутація L452R, яка також наявна в індійському штамі B.1.617 з E484Q [1].

У нещодавній роботі співробітники Науково-дослідного інституту Скриппса (Scripps Research Institute), США, Німецького центру нейродегенеративних захворювань (German Center for Neurodegenerative Diseases), Німеччина, та Амстердамського університету (University of Amsterdam), Нідерланди, дослідили структуру і функціональне розгалуження антигенного дрейфу в нових штамах SARS-CoV-2 – явище, яке чинить безпосередній вплив на процеси уникання вірусом імунної відповіді макроорганізму [2]. Проаналізовано морфофункціональні наслідки відомих мутацій вірусу на активність нейтралізуючих антитіл, отриманих від реконвалесцентів COVID-19, та їх вплив на зв’язування рецептора ангіотензинперетворювального ферменту 2-го типу (ACE2). Матеріал опубліковано в журналі «Science» 20 травня 2021 р.

Структура дослідження

Раніше було відомо, що окремі залишки RBS SARS-CoV-2 (E484, K417 та N501) відрізняє наявність мутацій в штамах, вперше зареєстрованих в Південній Африці (B.1.351) та Бразилії (B.1.1.28.1, або P.1/501Y.V3). У ході нового дослідження використовували методи структурної біології для високоточного картування процесів, які відображають явища зв’язування нейтралізуючих антитіл із первинним штамом SARS-CoV-2, а також зміни цієї реакції на тлі мутацій, описаних в нових варіаціях вірусу. Оцінено вплив таких мутацій на зв’язування з рецептором ACE2, а також мутацій K417N та E484K на активність нейтралізуючих антитіл, отриманих від реконвалесцентів COVID-19.

За результатами встановлено, що зв’язування та нейтралізація двох найбільш поширених типів антитіл (IGHV3-53 / 3-66 та IGHV1-2), кожен з яких здатен приєднувати RBS альтернативними шляхами, унеможливлюються мутаціями K417N, E484K або кожною з них одночасно. Означені ефекти, на думку авторів, морфологічно можуть пояснюватися їх широкою взаємодією з RBS нейтралізуючих антитіл. Разом з тим отримано докази того, що активність нейтралізуючих антитіл відносно більш ранніх перехресно нейтралізуючих сайтів CR3022 та S309 майже повністю зберігалася.

Практичне значення

Загалом робота підкреслює значення того, що більшість з перелічених важливих мутацій згруповані в межах одного сайту, переважно RBS спайк-білку, в той час як інші локуси рецепторзв’язувального домену залишаються вільними. Отримані результати мають значення для подальшої розробки вакцин нового покоління і терапії антитілами. Виходячи з цього, дослідники припускають, що майбутні вакцини та лікування на основі антитіл можуть забезпечити більш широкий захист від SARS-CoV-2 та його варіантів шляхом формування імунітету або застосування антитіл проти ділянок вірусу, які розташовані поза сайтом зв’язування рецепторів. На думку авторів, основний сенс проведеного дослідження полягає в необхідності приділити увагу пошукам інших вразливих ділянок вірусного геному – тим, що зазвичай залишаються незмінними на тлі мутаційної адаптації вірусу до мінливих умов існування.

1. Yadav P.D., Sapkal G.N., Abraham P. et al. (2021) Neutralization of variant under investigation B.1.617 with sera of BBV152 vaccinees. Clin. Infect. Dis., May 7. doi: 10.1093/cid/ciab411.
2. Yuan M., Huang D., Lee C.-C. D.et al. (2021) Structural and functional ramifications of antigenic drift in recent SARS-CoV-2 variants. Science, May 20. doi: 10.1126/science.abh1139.

Н.О. Савельєва-Кулик,
редакція журналу «Український медичний часопис»