Исследователи представили новый метод изучения вирусных белков в их естественной форме
Учёные из Scripps Research совместно с IAVI и другими научными центрами разработали новую систему изучения белков вируса. С её помощью можно точнее анализировать иммунный ответ и создавать более эффективные вакцины. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Исследование
Обычно при создании вакцин используются лабораторные версии вирусных белков, у которых отсутствуют участки, закрепляющие их в мембране. Это упрощает исследования, но ограничивает понимание того, как антитела взаимодействуют с вирусом в реальных условиях. Технологии позволяют воссоздавать такие белки в живом организме. Однако в лаборатории их обычно изучают в упрощённом, растворимом виде. Новая платформа же позволяет собирать белки в естественной форме, закрепляя их на липидных нанодисках — структурах, имитирующих природную мембрану вируса.
Метод был протестирован на белках ВИЧ и вируса Эбола. В случае ВИЧ исследователи сосредоточились на мембранно-проксимальном внешнем регионе (MPER) — участке вирусного белка, расположенном рядом с мембраной. Именно на него нацелены широко нейтрализующие антитела (bnAbs), способные распознавать различные варианты вируса.
Используя нанодиски, учёные провели анализ связывания (SPR), который позволил увидеть, насколько сильно антитела связаны с вирусом. Затем исследователи отобрали самые эффективные B-клетки*. Их сортировку проводили вне организма (ex vivo) с помощью флуоресцентной проточной цитометрии (FACS). Структуру полученных комплексов изучили с помощью крио-электронной микроскопии (крио-ЭМ).
Учёные смогли увидеть, как три антитела, включая MPER bnAb 10E8, связываются с участком MPER вируса ВИЧ. Изображение было получено с очень высокой детализацией — до 3,5 Å, что позволяет различать отдельные элементы молекулярной структуры. Это дало возможность понять, как антитела взаимодействуют с вирусным белком, находящимся в нанодиске.
Результаты показали, что нанодиски помогают увидеть, как именно антитела связываются с белком, что невозможно заметить при изучении их упрощённых растворимых форм. Эти данные могут лечь в основу структурно-ориентированного дизайна иммуногенов (создания компонентов вакцин на основе их точной формы). Чтобы доказать универсальность платформы, этот же подход применили для изучения гликопротеинов вируса Эбола.
Комментарии
Новая платформа ускоряет исследования в несколько раз: этап подготовки сократился с месяца до одной недели. Такая оперативность позволяет быстрее проводить лабораторный анализ иммунного ответа и оптимизировать состав вакцин-кандидатов на самых ранних стадиях разработки.
Ранее опубликованное исследование показало, как определённый тип антител использует липиды для распознавания ВИЧ. Это открытие может помочь в разработке вакцины против ВИЧ, а также аутоиммунных заболеваний, заявляют эксперты.
*эти клетки ответственны за выработку антител для борьбы с инфекциями.