Фотосессия с вирусом Эбола и экспериментальной вакциной

Изображение, полученное институтом Скриппса: антитела связываются с поверхностным гликопротеином вируса Эбола.

Чтобы найти уязвимые места вируса Эбола и понять, как его нейтрализовать, учёным нужно знать его структуру. Исследователи из Научно-исследовательского института Скриппса (Scripps Research Institute) получили подробные трёхмерные изображения двух важных для жизнедеятельности эболавируса белков и выяснили, как с ними взаимодействуют компоненты экспериментального препарата. Эта информация поможет учёным повысить эффективность лекарств. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Microbiology.

ZMapp — биологический препарат, разработанный компанией Mapp Biopharmaceutical. Он включает в себя три вида антител, два из которых связываются с молекулой гликопротеина (viral-surface trimeric glycoprotein, GP) на поверхности вирусных частиц, а третье так же нейтрализует вырабатываемый эболавирусом секретируемый протеин (secreted dimeric glycoprotein, sGP). В ходе предыдущих исследований, посвящённых взаимодействию между лекарством и вирусом, учёные получали изображения низкого разрешения. Теперь с помощью криоэлектронной микроскопии научной группе удалось в подробностях заснять взаимодействие между антителами и GP — основной целевой молекулой вакцин и лекарственных средств — и запечатлеть множество деталей, включая участки, в которых компоненты препарата связываются с гликопротеином. «Мы видим «горячие точки» по которым можем ударить», — говорит один из авторов исследования Жеспер Паллесен (Jesper Pallesen).

Затем исследователи обратили внимание на одно из антител препарата ZMapp под названием 13С6, которое связывается с sGP. Какую роль играет sGP в заражении организма, точно неизвестно. Вирус вырабатывает этот протеин в больших количествах, а значит, он выполняет важную функцию, и некоторые учёные предполагают, что sGP блокирует иммунную реакцию. «Эта молекула составляет 80—90% вещества, которые вирус Эбола производит в заражённом организме. Она работает как дымовая завеса, и нам нужно знать, чем она похожа на нашу целевую молекулу GP, а чем отличается», — говорит Эрика Оллман-Сапфир (Erica Ollmann Saphire), один из авторов работы.

Ещё интереснее то, что оба вирусных белка кодируются одним и тем же геном. Небольшое изменение его транскрипции меняет структуру и роль молекул. Изучение sGP осложняется тем, что молекула слишком мала, и её нельзя наблюдать в криоэлектронный микроскоп. Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили «грузик», связав молекулу с антителами, в том числе, с 13C6. Так они смогли заснять структуру протеина и его взаимодействие с препаратом.

«Белок sGP крайне важен. Это ориентир, который нужен нам, чтобы целиться в нужные молекулы инфекции», — говорит Оллман-Сапфир. «Определение правильного баланса таргетирования этих двух белков вируса Эбола — ключ к повышению эффективности лекарств», — заключает её коллега Эндрю Вард (Andrew Ward). Исследователи надеются, что полученные ими данные помогут учёным продвинуться в борьбе с болезнью.

Ebolavirus (эболавирус или вирус Эбола) — род вирусов из семейства филовирусов (Filoviridae), вызывающих геморрагическую лихорадку Эбола у высших приматов. Кроме рода, вирусом Эбола могут называть конкретного представителя рода — чаще всего Zaire ebolavirus (EBOV), который был выделен первым из рода в 1976 году в бассейне реки Эбола в Заире. Именно с этим вирусом борется экспериментальный препарат ZMapp.

Род Ebolavirus делится на пять видов: Zaire ebolavirus (EBOV), Sudan ebolavirus (SUDV), Reston ebolavirus (RESTV), Taï Forest ebolavirus (TAFV), Bundibugyo ebolavirus (BDBV). Четыре из них являются патогенными для человека, вирус Reston ebolavirus протекает бессимптомно.