Research, Technology

Як коронавірус заражає клітини і чому такий варіант Дельта такий небезпечний?

Нинішнє літо таки багате на науковідослідження та особливо це стосується COVID-19. За півтора роки пандемії сам вірус набув кількох мутацій, переважно спрямованих на контагіозність (тобто набув підвищеної заразності), а також обзавівся новою симптоматикою та клінікою перебігу. Словом, сьогодні COVID-19 – це не той вірус, який уперше виявили у Китаї. Він поширився по всій планеті і в різних регіонах поступово набував нових «здібностей». Ті з них, що виявилися успішнішими за інших, поширилися з новою силою, витісняючи всі інші варіанти. Більше того, сьогодні є переконливі дані, що свідчать про те, що коронавірус SARS-CoV-2 ушкоджує мозок – особливо у важких випадках, коли хворих підключають до апаратів ШВЛ. А результати роботи в The Lancet взагалі показали, що ковід сприяє зниженню інтелекту, яке зазвичай спостерігається у пацієнтів, які перенесли інсульт. У цій статті поговоримо про результати новітніх досліджень та про те, як новий коронавірус проникає у клітини.

Найдокладніша комп'ютерна симуляція коронавірусу SARS-CoV-2. Дані отримані дослідниками Університету штату Юта

Як виглядає коронавірус?

Як пишуть автори наукової роботи, опублікованої вжурналі «Природа» (як пожартував Олексій Водозов) – мова про науковий журнал Nature – коронавірус має розкішну цукрову оболонку. Створивши найдокладнішу комп'ютерну модель коронавірусу SARS-CoV-2, дослідники змогли розглянути його спайковий білок, точніше білки, що стирчать із поверхні вірусу. Сам вірус покритий молекулами цукру, відомими як глікани.

"Коли ви бачите його з усіма гліканами, він майже невпізнанний", - зазначає співавтор дослідження, спеціаліст з обчислювальної біофізики з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.

Багато вірусів містять глікани, що покривають їхЗовнішні білки. З їх допомогою вірус знаходить маскування від імунної системи людини, перетворюючись на вовка в овечій шкурі. Минулого року лабораторна група дослідників із Університету штату Юта створила найдокладнішу візуалізацію цього покриття, засновану на структурних та генетичнихданих, а потім візуалізовану атом за атомом за допомогою суперкомп'ютера. 22 березня 2020 року дослідники опублікували симуляцію у Twitter. Протягом години один учений спитав у коментарях: «Що це була за гола, непокрита петля, що стирчала з верхньої частини білка?»

Full length SARS-CoV-2 spike protein with glycansrunning in MD shows bastly altered accessibility for small molecules and antibodies (aka #glycotime for the #COVID19 #demogorgon) @LCasalino88 (movie) @zied_gaieb @abbydommer @AmaroLab pic.twitter.com/uNtLvYD

— Rommie Amaro (@RommieAmaro) 22 березня 2020

</ P>

Автори симуляції уявлення не мали.Але через десять хвилин втрутився біолог Джейсон Маклеллан з Техаського університету в Остіні: «Непокрита петля – це домен зв'язування рецепторів (RBD), одна з трьох ділянок спайкового білка, який зв'язується з рецепторами на клітинах людини».

Графік, що показує структуру спайкового білка коронавірусу SARS-CoV-2 та його покриття гліканами.

Це цікаво: Ласкаво просимо до «Ідіократії»: коронавірус сприяє зниженню інтелекту

Зазначимо, що від початку пандемії COVID-19вчені розробляли докладне розуміння, як SARS-CoV-2 заражає клітини. Розбираючи процес зараження, вони сподіваються знайти найкращі способи перервати його за допомогою покращених методів лікування та вакцин, а також дізнатися, чому останні штами, такі як варіант Дельта, більш передані.

Чим варіант "Дельта" відрізняється від інших?

Те, що стало результатом 19 місяців роботи,підкріпленою десятиліттями досліджень коронавірусу, по суті є звітом про те, як SARS-CoV-2 проникає в клітини людини. Вчені виявили ключові пристрої, які допомагають вірусу з дивовижною силою захоплювати людські клітини, а потім ховатися всередині.

«Пізніше, залишаючи клітини, SARS-CoV-2 виконуєНайважливіший етап обробки, щоб підготувати свої частинки для зараження ще більшої кількості людських клітин. Це – деякі з інструментів, які дозволили вірусу так швидко поширитися та забрати мільйони життів», – пишуть автори дослідження.

Життєвий цикл пандемічного коронавірусу: Інфографіка, що показує, як вірус проникає, адаптується і виходить із клітин-господарів.

Варіант Дельта, який стрімкопоширився по всьому світу, містить безліч мутацій, які, мабуть, покращують здатність вірусу зв'язуватися з клітинами та уникати імунної системи. Потім вірус викидає свій геном безпосередньо у клітину. Вторгаючись таким пружним способом, SARS-CoV-2 заражає швидше, ніж його найближчі родичі (коронавіруси SARS і MERS) – такі дані наводяться у роботі, опублікованій у квітні дослідниками з Імперського коледжу Лондона.

Цікаво, що швидке проникнення вірусу вклітини пояснює, чому препарат від малярії хлорохін не працював у клінічних випробуваннях як лікування COVID-19, незважаючи на ранні перспективні дослідження в лабораторії. "Коли вірус передається і розмножується в дихальних шляхах людини, він не використовує ендосоми (мембранна внутрішньоклітинна органела), тому хлорохін, який є препаратом, що руйнує ендосоми, не є ефективним у реальному житті", - пишуть дослідники.

Хочете завжди бути в курсі останніх новин зі світу науки і високих технологій? Підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram щоб не пропустити нічого цікавого!

Смертельна конкуренція

Наступні етапи зараження похмуріші."Коли ви опиняєтеся всередині клітини, невідомих факторів стає все більше", - каже хімік Джанет Іваса з Університету Юти в Солт-Лейк-Сіті, яка розробляє анотовану анімацію життєвого циклу вірусу. «Тут більше невизначеності та конкуруючих гіпотез».

Загалом і в цілому варіант Дельта, схоже, частішеторкається молодих людей. Так, результати низки досліджень у Великій Британії показали, що діти та дорослі віком до 50 років у 2,5 рази частіше заражаються цим варіантом SARS-CoV-2.

Анімація того, як SARS-CoV-2 зливається із клітинами

Фахівці також зазначають, що пацієнтизаражені варіанти Дельта хворіють сильніше, ніж ті, кого вони лікували на початку пандемії. Докладніше про новий варіант COVID-19 я розповідала у цій статті, рекомендую до прочитання. Будьте здорові!