Ученые показали, что два вида сезонного коронавируса человека, связанные с SARS-CoV-2, могут развиваться в определенных белках, чтобы избежать распознавания иммунной системой, согласно исследованию, опубликованному сегодня в eLife.
Полученные данные предполагают, что если SARS-CoV-2 будет развиваться таким же образом, существующие вакцины против вируса могут устареть, что потребует создания новых, соответствующих будущим штаммам.
Когда человек заражен вирусом или вакцинирован против него, иммунные клетки в его организме будут вырабатывать антитела, которые могут распознавать уникальные белки на поверхности вируса, известные как антигены, и связываться с ними. Иммунная система полагается на способность «запоминать» антигены, относящиеся к конкретному вирусу, чтобы обеспечить иммунитет против него. Однако у некоторых вирусов, таких как сезонный грипп, эти антигены могут изменяться и развиваться в процессе, называемом антигенным дрейфом, что означает, что иммунная система больше не может реагировать на повторное заражение.
"Известно, что некоторые коронавирусы повторно заражают людей, но неясно, в какой степени это связано с ослаблением нашей иммунной памяти или антигенным дрейфом," говорит первый автор Кэтрин Кистлер, доктор философии.D. студент отделения вакцин и инфекционных заболеваний, Исследовательский центр рака Фреда Хатчинсона, Сиэтл, США. "Мы хотели выяснить, есть ли какие-либо доказательства того, что коронавирусы, связанные с SARS-CoV-2, эволюционируют, чтобы уклоняться от наших иммунных ответов."
Исследовательская группа изучила четыре сезонных коронавируса человека (HCoV), которые связаны с SARS-CoV-2, но обычно вызывают более легкие симптомы, такие как простуда. HCoV циркулируют в человеческой популяции в течение 20-60 лет, а это означает, что их антигены, вероятно, столкнутся с давлением, чтобы эволюционировать против нашей иммунной системы.
Команда использовала различные вычислительные методы для сравнения генетических последовательностей множества различных штаммов вирусов, что позволило им увидеть, как они развивались на протяжении многих лет. Их особенно интересовали любые изменения, которые могли произойти в вирусных белках, которые могут содержать антигены, такие как белки-шипы – лучевые выступы на поверхности коронавирусов, которые особенно подвержены воздействию нашей иммунной системы.
Исследователи обнаружили высокую скорость эволюции шиповых белков двух из четырех вирусов, OC43 и 229E. Почти все полезные мутации появились в определенной области белков-шипов, называемых S1, которые помогают вирусу инфицировать клетки человека. Это говорит о том, что повторное заражение этими двумя вирусами может происходить в результате антигенного дрейфа, поскольку они эволюционируют, чтобы избежать распознавания иммунной системой.
Команда также подсчитала, что полезные мутации в шиповых белках OC43 и 229E появляются примерно раз в два-три года, примерно от половины до одной трети частоты, наблюдаемой в штамме вируса гриппа H3N2.
"Из-за высокой сложности и разнообразия HCoV не совсем ясно, означает ли это, что другие коронавирусы, такие как SARS-CoV-2, будут развиваться таким же образом," объясняет старший автор Тревор Бедфорд, главный исследователь и ассоциированный член отдела вакцин и инфекционных заболеваний, Центр исследования рака Фреда Хатчинсона. "Существующие вакцины против COVID-19, хотя и являются высокоэффективными, могут нуждаться в переработке для соответствия новым штаммам, что делает жизненно важным постоянный мониторинг эволюции антигенов вируса."