Unser Immunsystem bedeckt das SARS-CoV-2-Spike-Protein mit Antikörpern – –

Das bisher vollständigste Bild zeigt, wie Antikörper, die bei Menschen produziert werden, die SARS-CoV-2 wirksam bekämpfen, den Teil des Virus neutralisieren, der für die Verursachung der Infektion verantwortlich ist. In der Zeitschrift WissenschaftForscher der University of Texas in Austin beschreiben den Befund, der eine gute Nachricht für die Entwicklung der nächsten Generation von Impfstoffen zum Schutz vor Varianten des Virus oder künftig auftretenden Coronaviren darstellt.

Frühere Forschungen konzentrierten sich auf eine Gruppe von Antikörpern, die auf den offensichtlichsten Teil des Spike-Proteins des Coronavirus abzielen, die so genannte Rezeptor-Bindungsdomäne (RBD). Da die RBD der Teil der Spitze ist, der sich direkt an menschliche Zellen anlagert und es dem Virus ermöglicht, diese zu infizieren, wurde zu Recht angenommen, dass sie ein primäres Ziel des Immunsystems ist. Bei der Untersuchung von Blutplasmaproben von vier Personen, die sich von SARS-CoV-2-Infektionen erholt hatten, stellten die Forscher fest, dass die meisten im Blut zirkulierenden Antikörper – im Durchschnitt etwa 84% – auf Bereiche des viralen Spike-Proteins außerhalb der Region abzielen RBD – und anscheinend aus gutem Grund.

“Wir haben festgestellt, dass diese Antikörper den gesamten Spike malen, sowohl den Bogen als auch den Stiel des Spike-Proteins, das ein bisschen wie ein Regenschirm aussieht”, sagte der mitkorrespondierende Autor Greg Ippolito, Professor für wissenschaftliche Mitarbeiter am Department of UT Austin Molecular Biosciences und Assistenzprofessor für Onkologie an der Dell Medical School der Universität. “Das Immunsystem sieht die gesamte Spitze und versucht, sie zu neutralisieren.”

Viele dieser nicht auf RBD gerichteten Antikörper, die das Team identifiziert hat, wirken als wirksame Waffe gegen das Virus, indem sie auf eine Region in einem Teil des Spike-Proteins abzielen, der sich in der als N-terminale Domäne (NTD) bezeichneten Überdachung des Regenschirms befindet. Diese Antikörper neutralisieren das Virus in Zellkulturen und verhindern nachweislich, dass eine an die tödliche Maus angepasste Version des Virus Mäuse infiziert.

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Die NTD ist auch ein Teil des viralen Spike-Proteins, das häufig mutiert, insbesondere bei mehreren betroffenen Varianten. Dies legt nahe, dass ein Grund dafür, dass diese Varianten unser Immunsystem so effektiv umgehen, darin besteht, dass sie um eine der häufigsten und wirksamsten Arten von Antikörpern in unseren Arsenalen mutieren können.

“Es gibt ein evolutionäres Wettrüsten zwischen dem Virus und unserem Immunsystem”, sagte Jason Lavinder, wissenschaftlicher Mitarbeiter am McKetta Department of Chemical Engineering und Co-Korrespondent der neuen Studie. “Wir alle entwickeln eine Standard-Immunantwort auf dieses Virus, die das Anvisieren dieser einen Stelle umfasst und selektiven Druck auf das Virus ausübt. Aber dann übt das Virus auch seine evolutionäre Stärke aus, indem es versucht, unseren selektiven Immundruck zu ändern.”

Trotz dieser Manöver von SARS-CoV-2 sagten die Forscher, dass etwa 40% der zirkulierenden Antikörper auf den Stiel des Spike-Proteins abzielen, das als S2-Untereinheit bezeichnet wird. Dies ist auch ein Teil, den das Virus anscheinend nicht leicht ändern kann.

“Das ist beruhigend”, sagte Ippolito. “Das ist ein Vorteil, den unser Immunsystem hat. Es bedeutet auch, dass unsere derzeitigen Impfstoffe Antikörper gegen diese S2-Untereinheit auslösen, die wahrscheinlich eine weitere Schutzschicht gegen das Virus bieten.”

Dies ist auch eine gute Nachricht für die Entwicklung von Impfstoff-Boostern oder Impfstoffen der nächsten Generation gegen besorgniserregende Varianten und sogar für die Entwicklung eines Impfstoffs, der vor zukünftigen Pandemien vor anderen Stämmen des Coronavirus schützen kann.

“Es bedeutet, dass wir ein starkes Argument für die Entwicklung von SARS-CoV-2-Impfstoffen der nächsten Generation oder sogar eines Pan-Coronavirus-Impfstoffs haben, der auf jeden Stamm abzielt”, sagte Ippolito.

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UT Austin-Forscher gehören zu mehreren auf der Welt, die derzeit einen einzigen Coronavirus-Impfstoff entwickeln wollen, um die Infektion aller Coronaviren, nicht nur von SARS-CoV-2, zu bekämpfen.

Der erste Autor der Studie ist William Voss, ein Doktorand an der UT Austin. Ältere Autoren von UT Austin sind neben Lavinder und Ippolito Jimmy Gollihar, Ilya Finkelstein, Brent Iverson, Jason McLellan und George Georgiou. Georgiou und Ippolito sind auch mit der Dell Medical School von UT Austin verbunden. Gollihar ist auch dem Army Research Laboratory South angeschlossen.

Kooperierende Institutionen sind die University of North Carolina in Chapel Hill, das medizinische Forschungsinstitut für Infektionskrankheiten der US-Armee und die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten.

Diese Forschung wurde teilweise von den National Institutes of Health, der Clayton Foundation und der Welch Foundation finanziert.

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