Доминантный вариант альфа эволюционировал, чтобы уклоняться от нашей врожденной иммунной системы

Исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что вариант Alpha, впервые обнаруженный в Великобритании, эволюционировал, чтобы вырабатывать больше своих «белков антагонизма», которые сводят на нет первую линию защиты организма.

Вариант SARS-CoV-2 Alpha (B.1.1.7), мутировавший, чтобы уклониться от нашей «врожденной иммунной системы», помог сделать его первым в мире «вызывающим беспокойство вариантом», обнаружило новое исследование, проведенное исследователями из UCL и Quantitative Институт биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что вариант Alpha, впервые обнаруженный в Великобритании, эволюционировал, чтобы вырабатывать больше своих «белков антагонизма», которые сводят на нет первую линию защиты организма, известную как «врожденная иммунная система», пишет medicalxpress.com.

Каждая клетка в носу, горле и легких (дыхательных путях) имеет сеть датчиков, которые обнаруживают поступающие вирусы. Когда это происходит, клетки вырабатывают белковый интерферон, который действует как «сигнализация о взломе» и управляет сплошным противовирусным ответом как на неиммунных, так и на иммунных клетках (Т-клетках и антителах), чтобы предотвратить инфекцию. Но белки-антагонисты могут помочь вирусу уклониться от этих датчиков.

Это новое открытие впервые идентифицирует эволюцию повышенной экспрессии белка антагонизма в любом вирусе и первое, в котором обнаружены мутации в SARS-CoV-2, которые увеличивают заразность, но не затрагивают «спайковый» белок.

Ученые говорят, что прорывные результаты дают глубокое понимание того, как развивается SARS-CoV-2, и предлагают свежий ключ к выявлению новых и возникающих вариантов, вызывающих озабоченность, которые являются одновременно высоко передаваемыми и заразными.

Соавтор исследования доктор Люси Торн (Отделение инфекций и иммунитета UCL) сказала: «Мы хотели знать, что сделало вариант SARS-CoV-2 Alpha особенным. Как он развился из первого волнового штамма, выявленного в Ухане, Китай, и какие особенности он имел, которые позволили ему распространиться по миру и стать первым вариантом, вызывающим озабоченность?

Мы обнаружили, что вариант SARS-CoV-2 Alpha намного лучше, чем вирусы первой волны, адаптировался, чтобы избежать срабатывания нашего защитного врожденного иммунного ответа. Мы обнаружили, что он делает это, производя больше вирусных белков, которые могут вывести из строя врожденную иммунную систему. Эти белки называются N, Orf6 и Orf9b и известны как антагонисты врожденного иммунитета.

«Мутируя, чтобы уклониться от нашей врожденной иммунной системы, вариант Alpha может воспроизводиться без внимания на ранних стадиях заражения, что, как мы думаем, значительно увеличивает его шансы заразить человека, когда он попадает в его нос, горло или легкие. Для вируса это большой успех, позволяющий ему более эффективно передаваться от человека к человеку».

Для исследования исследователи добавили образцы альфа (линия B.1.1.7) в выращенные в лаборатории клетки легких, чтобы имитировать инфицированные вирусом клетки в организме. Затем ученые измерили, насколько вырос вирус, и оценили, была ли активирована врожденная иммунная система (или в какой степени), путем измерения количества продуцируемого интерферона.

Исследователи отметили, что уровни интерферона, продуцируемого во время альфа-инфекции, были намного ниже, чем у всех более ранних вариантов SARS-CoV-2, в которых в основном наблюдались мутации в «спайковом» белке.

Чтобы точно определить, почему Альфа подвергает риску врожденную иммунную систему, сотрудники Количественного института биологических наук (QBI), в том числе соавтор и директор QBI Неван Кроган и соавторы Мехди Бухадду и Лорена Зулиани-Альварес, изучили, как белки, экспрессируемые в Alpha, отличались от предыдущих вариантов. Измеряя все белки и всю РНК в инфицированных клетках, они обнаружили, что белки антагонизма N, Orf6 и Orf9b, которые присутствуют во всех коронавирусах и чья функция заключается в подавлении клеточных ответов, были «усилены» в альфа-варианте.

Исследователи полагают, что это увеличение белков-антагонистов является результатом многочисленных мутаций в регуляторных областях SARS-CoV-2, которые контролируют уровни экспрессии белка.

Комментируя выводы, соавтор исследования профессор Грег Тауэрс (Отделение инфекций и иммунитета UCL) сказал: «Мы никогда раньше не видели ничего подобного; мы знаем, что вирусы адаптируются, и мы ожидаем увидеть адаптацию белков, чтобы они лучше работали у людей. Но Alpha использует свои белки антагонизма, которые помогают немного уклониться от обнаружения, и увеличивает количество зарабатываемых средств. Это уникально.

«Настоящая ценность нашего открытия заключается в том, чтобы показать, как этот невероятный вирус произошел от первоначального штамма SARS-CoV-2, а также помочь нам понять, как работает наш защитный врожденный иммунитет».

В предварительном исследовании команда определила, что некоторые мутации регуляторных областей SARS-CoV-2, обнаруженные в Alpha, присутствуют в последующих Variants of Concern, Delta и Omicron, но считается, что эти варианты были успешными в первую очередь из-за мутаций. в белке шипа.

Соавтор исследования доктор Анн-Катрин Ройшл (UCL Division of Infection u0026 Immunity) добавила: «Будет интересно увидеть, как другие варианты, такие как Delta и Omicron, сравнительно действуют в эпителиальных системах наших легких. Независимо от того, полагаются ли вирусы на аналогичные подходы к врожденному антагонизму или выработали различные стратегии для обхода иммунной защиты, мы узнаем не только о самих вирусах, но и о биологии человека».

Соавтор, профессор Клэр Джолли (Отделение инфекций и иммунитета UCL) добавила: «Интересно наблюдать, как вирус развивается в реальном времени - мы ожидаем, что он продолжит развиваться, и мы надеемся, что наша работа поможет понять следующий раунд вариантов».