Распространенная мутация может сделать COVID-19 более восприимчивым к вакцине

Новое исследование, опубликованное в Science, подтверждает, что SARS-CoV-2 мутировал, что позволило ему быстро распространиться по миру, но спайковая мутация также может сделать вирус более восприимчивым к вакцине.

Новый штамм коронавируса под названием D614G появился в Европе и стал самым распространенным в мире. Исследования, проведенные в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл и Университете Висконсин-Мэдисон, показывают, что штамм D614G размножается быстрее и более передается, чем вирус китайского происхождения, который распространился в начале пандемии.

В результатах исследования были яркие пятна: хотя штамм D614G распространяется быстрее, в исследованиях на животных он не был связан с более тяжелым заболеванием, и этот штамм немного более чувствителен к нейтрализации препаратами антител.

В исследовании, опубликованном 12 ноября, представлены некоторые из первых конкретных выводов о том, как развивается SARS-CoV-2.

"Вирус D614G превосходит и перерастает наследственный штамм примерно в 10 раз и чрезвычайно эффективно реплицируется в первичных носовых эпителиальных клетках, которые являются потенциально важным местом передачи от человека к человеку", - сказал Ральф Барик, профессор эпидемиологии в UNC. -Школа глобального общественного здравоохранения имени Чапел Хилла Гиллингса и профессор микробиологии и иммунологии Медицинской школы UNC.

Барик изучает коронавирусы более трех десятилетий и сыграл важную роль в разработке ремдесивира, первого одобренного FDA препарата для лечения COVID-19.

Исследователи считают, что штамм коронавируса D614G доминирует, потому что он увеличивает способность белка-шипа открывать клетки для проникновения вируса. Эти шипы и дали название коронавирусу.

Мутация D614G заставляет лоскут на кончике одного шипа открываться, позволяя вирусу более эффективно заражать клетки, но также создавая путь к уязвимому ядру вируса.

Когда одна крышка открыта, антителам - вроде тех, что содержатся в вакцинах, которые в настоящее время проходят испытания - легче проникнуть и нейтрализовать вирус.

В рамках недавнего исследования исследователи Baric Lab, в том числе первый автор Исюань Дж. Хоу, работали в сотрудничестве с Есихиро Каваока и Питером Халфманном, вирусологами на факультете Университета Висконсин-Мэдисон.

"У исходного белка-шипа в этой позиции была буква D, и она была заменена буквой G", - сказал Каваока. "В нескольких статьях уже было описано, что эта мутация делает белок более функциональным и более эффективным для проникновения в клетки".

Однако в этой более ранней работе использовался псевдотипный вирус, который содержал рецептор-связывающий белок, но не был подлинным. Используя обратную генетику, команда Барика воспроизвела подобранную пару мутантных вирусов SARS-CoV-2, которые кодировали D или G в положении 614, и сравнила анализ основных свойств с использованием клеточных линий, первичных респираторных клеток человека, а также клеток мыши и хомяка.

Каваока и Халфманн представили свою уникальную модель исследования коронавируса, в которой используются хомяки. Команда Университета Висконсин-Мэдисон, в том числе Шихо Чиба, который проводил эксперименты с хомяками, выполнила исследования репликации и передачи по воздуху как с исходным вирусом, так и с мутированной версией, созданной Бариком и Хоу.

Они обнаружили, что мутировавший вирус не только размножается примерно в 10 раз быстрее, но и гораздо более заразен.

Хомяки были заражены одним вирусом или другим. На следующий день восемь незараженных хомяков были помещены в клетки рядом с инфицированными хомяками. Между ними была перегородка, чтобы они не могли касаться друг друга, но воздух мог проходить между клетками.

На второй день исследователи начали искать репликацию вируса у неинфицированных животных. Оба вируса передавались от животных к животным воздушно-капельным путем, но время было разным.

С помощью мутантного вируса исследователи обнаружили передачу шести из восьми хомяков в течение двух дней и всем хомякам - на четвертый день. С исходным вирусом они не заразились на второй день, хотя все подвергшиеся воздействию животные были инфицированы на четвертый день.

"Мы увидели, что мутантный вирус лучше передается воздушно-капельным путем, чем [исходный] вирус, что может объяснить, почему этот вирус преобладал у людей", - сказал Каваока.

Исследователи также изучили патологию двух штаммов коронавируса. После заражения хомяки демонстрировали практически одинаковую вирусную нагрузку и симптомы. (Хомяки с мутировавшим штаммом потеряли немного больше веса во время болезни.) Это говорит о том, что, хотя мутантный вирус гораздо лучше заражает хозяев, он не вызывает значительно более тяжелых заболеваний.

Исследователи предупреждают, что результаты исследований на людях могут не соответствовать действительности.

"SARS-CoV-2 - это совершенно новый патоген для человека, и его эволюцию в человеческих популяциях трудно предсказать", - сказал Барич. "Постоянно появляются новые варианты, такие как недавно обнаруженный в Дании вариант кластера 5 SARS-CoV-2 норки, который также кодирует D614G". Чтобы максимально защитить здоровье населения, мы должны продолжать отслеживать и понимать последствия этих новых мутаций для серьезности заболевания, передачи, диапазона хозяев и уязвимости для иммунитета, вызванного вакциной".

Напомним, ранее сообщалось, что медики определили, когда Covid-19 достигнет пика.

Источник