Стратегия заговора: коронавирус маскирует свои белки под человеческие

Коронавирус копирует последовательности аминокислот животных и человека, чтобы обмануть их иммунную систему и выдать свои белки за белки организма хозяина. Множество таких копий обнаружили ученые медицинского университета им. И.И. Мечникова и Института биорегуляции и геронтологии. Это свойство SARS CoV-2 позволяет патогену замедлять ответ иммунной системы носителя, а также может быть связано с аутоиммунными реакциями. По словам ученых, новые данные можно использовать при разработке вакцин: более безопасными будут препараты, вызывающие образование антител против тех участков вирусных белков, которые минимально похожи на белки человека.

Свой-чужой

Ученые из медицинского университета им. И.И. Мечникова Минздрава России и Института биорегуляции и геронтологии (Санкт-Петербург) обнаружили у SARS CoV-2 участки белка, идентичные человеческим. Выводы своего исследования специалисты изложили в статье в журнале Scientific Reports, входящего в группу Nature.

По новым данным, некоторые из этих белков расположены в шиповом белке коронавируса и, возможно, используются им, чтоб обходить иммунную защиту хозяина. Благодаря этим вставкам иммунитет может принимать белки возбудителя COVID-19 за собственные структуры организма. Это замедляет ответ иммунной системы. Такой хитрый ход позволяет коронавирусу легче распространяться в популяции. Также наличием идентичных последовательностей в белках SARS CoV-2 и человеческого организма может объясняться высокая частота аутоиммунных реакций у инфицированных коронавирусом.

«Взаимодействие SARS CoV-2 с иммунной системой хозяина во многом определяется структурной близостью между вирусными и человеческими белками», — утверждают ученые в статье.

Неслучайные связи

С помощью открытой базы данных последовательностей белков Uniport и собственной компьютерной программы специалисты сравнили протеом (набор белков) коронавируса с белками других организмов и человека. Последовательности были представлены в форме буквенного кода. Кроме S-белка (шипового протеина коронавируса), идентичные человеческим участки обнаружили в малом оболочечном (E), мембранном (М) и нуклеокапсидном (N) белках коронавируса. Авторы исследования полагают, что теоретически патоген мог бы позаимствовать любую последовательность, которую иммунная система потенциальной жертвы способна принимать за свою. Возможно, обнаруженные сейчас общие участки коронавирус скопировал у летучих мышей или других млекопитающих.

— Наше исследование началось с того, что мы сравнили структуру белков коронавируса SARS CoV-2 с человеческими белками и обнаружили в мембранном белке (M) коронавируса восемь аминокислот подряд, встречающиеся в одном из белков человека, а рядом еще восемь аминокислот, характерных для лактобактерий — постоянных обитателей просвета кишки, — рассказал заведующий кафедрой нормальной физиологии СЗГМУ им. И.И. Мечникова Александр Марьянович. — Вероятность случайного сочетания 16 аминокислот подряд равна единице, деленной на шесть с двадцатью нулями. Если не случайно, то зачем они здесь?

По предположению ученых, коронавирус объединил столь длинную последовательность в мембранном белке ради мимикрии.

— Он предъявляет ее иммунной системе человека и как бы говорит: «Не стреляйте, я свой!» — объяснил Александр Марьянович.

В E-белке было обнаружено восемь участков, идентичных человеческим. Также там были найдены последовательности, совпадающие с белками кишечных бактерий и нескольких видов злаковых сельскохозяйственных растений. Такие участки могли быть приобретены коронавирусом не только от организма хозяина, но и от его кишечной микробиоты.

По мнению ученых, последовательности в E-белке SARS CoV-2 вряд ли может использовать для маскировки от иммунной системы хозяина. Но именно участки малого мембранного и некоторых других белков могут провоцировать аутоиммунную реакцию, так как защитная система организма атакует не только их, но и аналогичные им последовательности в собственных белках.

Новые данные могут помочь разработчикам вакцин от COVID-19.

— Желательно, чтобы их препараты вызывали образование антител против тех участков вирусных белков, которые имеют минимальную гомологию с белками человека, чтобы снизить вероятность аутоиммунных процессов, — отметил в разговоре с «Известиями» Александр Марьянович.

Безопасное лекарство

У многих микроорганизмов существует функция эвазии иммунной системы, то есть избегания ее ответа, сказал профессор-исследователь Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта Андрей Продеус.

— Это давно известно, — подчеркнул эксперт. — Это обычный способ микроорганизмов приспосабливаться к взаимодействию с человеком. Например, к этому способны микробактерии туберкулеза, вирусы гриппа и стафилококки. Известно, что гемолитический стрептококк группы А вызывает ревмокардит и ревматизм — поражения суставов аутоиммунного характера.

Эксперт подтвердил, что результаты исследования можно будет использовать для создания вакцины или лекарства, которые действуют против определенной белковой последовательности. С этим согласен и профессор, заведующий лабораторией молекулярной биотехнологии и генной инженерии ЮУрГУ Александр Зурочка.

— Это важное и полезное для борьбы с коронавирусом исследование. Возможно, у вакцин на основе спайкового белка вируса могут быть белковые структуры, способные вызывать аутоиммунный процесс. Поэтому из вакцин нужно убирать компоненты белков вируса, которые совпадают с человеческими, — подчеркнул Александр Зурочка.

Полученные в ходе исследования данные могут быть использованы для создания лекарств, которые помогут иммунной системе не поддаваться на обман коронавируса и начинать борьбу с ним немедленно после попадания в организм.