Новые мутации могут сделать будущие штаммы COVID более заразными - ученые

Первым ключевым этапом заражения является связывание шипового белка вируса с рецептором ACE2 на клетках человека. Исследователи из Пенсильванского университета создали новую структуру, которая может с разумной точностью предсказать аминокислотные изменения в шиповатом белке вируса, которые могут улучшить его связывание с человеческими клетками и придать вирусу повышенную инфекционность.

Результаты работы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Этот инструмент может обеспечить компьютерное наблюдение за SARS-CoV-2 и обеспечить заблаговременное предупреждение о потенциально опасных вариантах с еще более высоким потенциалом сродства связывания. Это может помочь в раннем осуществлении мер общественного здравоохранения по предотвращению распространения вируса и, возможно, даже может дать информацию о рецептурах бустерной вакцины.

«Новые варианты потенциально могут быть очень заразными для людей и других животных», - сказал Суреш Кучипуди, клинический профессор ветеринарных и биомедицинских наук и заместитель директора Лаборатории диагностики животных штата Пенсильвания.

«Таким образом, очень важно заранее оценить, какие аминокислотные изменения могут повысить заразность вируса. Наша структура является мощным инструментом для определения влияния аминокислотных изменений в шиповом белке SARS-CoV-2, которые влияют на способность вируса. вирус для связывания с рецепторами ACE2 у людей и многих видов животных», - добавил он.

Команда использовала новую двухэтапную вычислительную процедуру для создания модели для прогнозирования того, какие изменения в аминокислотах - молекулах, связанных вместе, чтобы образовать белки, - могут происходить в рецепторсвязывающем домене (RBD) шипового белка SARS-CoV-2, который может влияют на его способность связываться с рецепторами ACE2 клеток человека и других животных.

Согласно Кучипуди, циркулирующие в настоящее время варианты включают одну или несколько мутаций, которые привели к аминокислотным изменениям в RBD белка шипа.

«Эти аминокислотные изменения, возможно, дали преимущества в фитнесе и увеличили инфекционность с помощью различных механизмов. Повышенное сродство связывания RBD белка-шипа с человеческим рецептором ACE2 является одним из таких механизмов», - сказал он.

Кучипуди объяснил, что связывание спайкового белка с рецептором ACE2 является первым и решающим шагом на пути проникновения вируса в клетку.

«Сила связывания между RBD и ACE2 напрямую влияет на динамику инфекции и потенциально прогрессирование заболевания. Способность надежно прогнозировать влияние аминокислотных изменений вируса на способность его RBD более сильно взаимодействовать с рецептором ACE2 может помочь в оценке последствий для общественного здравоохранения и потенциала распространения и адаптации на людей и других животных», - отметил он.

Команда ученых проверила предсказательную силу метода, называемого анализом общей площади борной поверхности на основе молекулярной механики (MM-GBSA), чтобы количественно оценить аффинность связывания RBD с ACE2. Анализ MM-GBSA суммирует несколько типов энергетических вкладов, связанных с «прилипанием» RBD вируса к человеческому рецептору ACE2. Используя данные из уже существующих вариантов, команда обнаружила, что этот метод лишь частично может предсказать сродство связывания RBD SARS-CoV-2 с ACE2.

Поэтому ученые исследовали использование часть из анализа MM-GBSA в качестве функций регрессионной модели нейронной сети - типа алгоритма глубокого обучения - и обучили модель, используя экспериментально доступные данные о связывании в вариантах с одним аминокислотные изменения. Они обнаружили, что могут предсказать с точностью более 80%, улучшат или ухудшат ли определенные аминокислотные изменения аффинность связывания для исследуемого набора данных.

«Эта комбинация MM-GBSA с подходом к модели нейронной сети, по-видимому, достаточно эффективна для прогнозирования эффекта аминокислотных изменений, не используемых во время обучения модели», - сказал Маранас.

Модель также позволила прогнозировать силу связывания различных уже наблюдаемых аминокислотных изменений SARS-CoV-2, наблюдаемых в вариантах Alpha, Beta, Gamma и Delta. Это может предоставить вычислительные средства для прогнозирования такого сродства в еще не обнаруженных вариантах. Тем не менее, даже несмотря на то, что новый вычислительный инструмент может найти аминокислотные изменения, которые еще больше повышают аффинность связывания, они еще не наблюдались в циркулирующих вариантах. Это может означать, что такие изменения могут помешать другим требованиям продуктивного вирусного заражения.

«Наш метод создает основу для скрининга изменений аффинности связывания в результате неизвестных изменений одной или нескольких аминокислот. Следовательно, предлагая ценный инструмент для оценки циркулирующих в настоящее время и предполагаемых будущих вирусных вариантов с точки зрения их сродства к ACE2 и большей заразности», - сказали ученые.

Ранее Курсор писал, что в США назвали побочные эффекты от бустерных доз COVID-вакцин. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) обнародовали статистическую информацию о частоте побочных эффектов после третьей дозы мРНК COVID-вакцин Pfizer/BioNTech и Moderna.

анее Курсор писал, что ученые выяснили, почему у некоторых людей есть «сверхчеловеческий» иммунитет к коронавирусу. Недавние исследования показали, что одна часть населения в целом гораздо более устойчива к коронавирусу, чем другие.

Курсор уже сообщал, что ученые нашли препараты, блокирующие размножение коронавируса.

Ученые предупредили о новых рисках после вакцинации Pfizer. Ученые в ходе исследований выяснили, про прививки вакциной от компаний Pfizer Inc и BioNTech SE  повышает вероятность возникновения болезней сердца.

Курсор сообщал, что медики назвали самый опасный симптом коронавируса.

Ранее Курсор писал, что гендиректор Moderna озвучил возможные сроки окончания пандемия COVID-19. Он отметил, что к середине следующего года вакцины будет достаточно, чтобы вакцинировать от Covid-19 всех людей на земле.

Первые симптомы «Дельты»: медик сообщил, как их распознать. Для того, чтобы распознать «Дельту» — нужно провести дополнительные обследования, говорят врачи, так как симптомы ковида в последнее время сильно изменились.

Как долго сохраняется иммунитет от COVID-19 после вакцинации AstraZeneca и Pfizer: новые данные. Уже через несколько месяцев просле прививки уровень защиты существенно снижается, признают медики.

Курсор также сообщал, что ученые предупредили о новых рисках после вакцинации Pfizer. Ученые в ходе исследований выяснили, про прививки вакциной от компаний Pfizer Inc и BioNTech SE  повышает вероятность возникновения болезней сердца.

Ученые прогнозируют появление суперкоронавируса. В 2022 году появится новый вариант коронавируса COVID-19, который спровоцирует более опасную фазу пандемии.

Наш портал сообщал, что ученые разрабатывают универсальную вакцину от всех коронавирусов. Ученые из Сингапура после вакцинации обнаружили антитела к COVID-19, которые эффективны против некоторых вариантов SARS-CoV-2.

Штамм Дельта: что нужно знать о нем. По мере распространения штамма Дельта (Delta) вакцины от COVID-19 по-прежнему имеют решающее значение для защиты детей, пожилых людей и людей с ослабленным иммунитетом.

Штамм Mu: что нужно знать о новом варианте коронавируса. ВОЗ добавила еще один вариант коронавируса в свой список для мониторинга – штамм Мu.

Ученые выяснили, какая вакцина менее эффективна против COVID-19. Ученые изучили эффективность Pfizer, AstraZeneca, Sputnik V и Sinopharm.

Курсор также писал, что эксперт заявил о появлении неуязвимых штаммов COVID-19. С каждой новой мутацией коронавирус становиться «сильнее» и опаснее.

Стало известно, как вакцинация Pfizer или Moderna влияет на иммунитет переболевших. Иммунная система многих пациентов начинает вырабатывать множество антител, что защищает организм от различных штаммов.

Новое лечение может положить конец COVID-19. Исследователи из Института Вейцмана, Института Пастера во Франции и Национального института здоровья США разработали новое лечение, нацеленное на клеточную мембрану, которая позволяет проникать SARS-CoV-2.