Уязвимое место смертоносного эболавируса

Ученые из Исследовательского института Скриппса и Института медицинских исследований инфекционных заболеваний армии США выделили и проанализировали антитело, нейтрализующее вирус Судана — основной вид эболавируса и один из самых опасных патогенов человека.

Новые данные, опубликованные 20 ноября 2011 года в онлайн-версии Nature Structural & Molecular Biology, показывают, что антитело присоединяется к вирусу Судана таким образом, что связывает два сегмента его белка оболочки, ограничивая их подвижность и сильно затрудняя способность вируса заражать клетки. Эта стратегия связывания белков, по-видимому, та же, что используется ранее открытым нейтрализующим антителом против наиболее известного вида — вируса Эбола-Заир.

Смертельные вспышки

Эболавирусы впервые привлекли внимание в 1976 году из-за одновременных смертельных вспышек в Судане и Заире (ныне Демократическая Республика Конго). Эти вспышки были вызваны двумя основными вирусами: Эбола-Судан и Эбола-Заир. Оба вируса сохраняются в животных-хозяевах (вероятно, летучих мышах) и, попадая к людям, вызывают тяжелые геморрагические лихорадки, убивая до 90% заболевших. Правительство США рассматривает эболавирусы как потенциальную биотерористическую угрозу.

Существует пять признанных видов эболавируса: вирус Эбола-Заир (просто вирус Эбола), вирус Таи Форест, вирус Рестон, вирус Бундибугио и вирус Судана. «Эти виды достаточно отличаются друг от друга, поэтому нейтрализующие антитела к одному не защищают от остальных», — отметили исследователи. Вирус Судана вызывает особое беспокойство, так как стал причиной около половины всех вспышек эболавируса.

Выявление естественной защиты организма

До сих пор ни одна лаборатория не выделяла нейтрализующее антитело против вируса Судана. Чтобы найти такое антитело, ученые ввели лабораторным мышам безвредный вирус, сконструированный для производства копий белка оболочки вируса Судана. Тестируя каждый тип выработанных антител, исследователи обнаружили перспективного кандидата — антитело 16F6, которое не только нейтрализовало вирус Судана в лабораторной чашке, но и значительно отсрочивало гибель зараженных мышей.

Механизм действия антитела

Лаборатория специализируется на использовании рентгеновской кристаллографии для визуализации деталей вирусов, связанных антителами, в атомном масштабе.

В новом исследовании команда обнаружила, что 16F6 присоединяется к вирусу Судана, связывая два сегмента вирусного белка оболочки: GP1 и GP2. Вирус использует GP1, чтобы зацепиться за клетку-хозяина, после чего клетка поглощает его внутрь в пузырьке-эндосоме. В норме клетка уничтожила бы содержимое эндосомы, но вирус Судана использует сегмент GP2, чтобы слиться со стенкой эндосомы и вырваться внутрь клетки.

Антитело 16F6, по-видимому, предотвращает этот процесс слияния, удерживая GP2 связанным с GP1. Для слияния со стенкой эндосомы GP2 должен отделиться от GP1 и развернуться. Когда он прочно связан с GP1 антителом 16F6, GP2 не может развернуться и выполнить свою функцию. В результате вирус Судана остается внутри эндосомы и в конечном итоге уничтожается.

Стратегия против эболавирусов

Ученые полагают, что стратегия связывания белков антителом 16F6 является лучшей из доступных антителам против эболавирусов. Сайт связывания этого антитела на белке оболочки вируса Судана практически идентичен сайту связывания нейтрализующего антитела против вируса Эбола-Заир, известного как KZ52, которое было обнаружено и проанализировано тремя годами ранее.

«Мы думаем, что это не просто совпадение, что два разных антитела, выработанные у двух разных видов-хозяев в ответ на два разных эболавируса, используют одну и ту же стратегию связывания GP1 и GP2», — заявили исследователи.

Признание того, что нейтрализующие антитела против эболавирусов разделяют эту стратегию, должно направлять дальнейшую разработку вакцин и иммунотерапий.