Penyelidik di seluruh dunia berlumba-lumba untuk membangunkan vaksin dan dadah yang berpotensi untuk melawan coronavirus baru, yang dipanggil SARS-Cov-2. Sekarang, sekumpulan penyelidik telah menentukan struktur molekul protein utama yang digunakan oleh coronavirus untuk menyerang sel-sel manusia, yang berpotensi membuka pintu kepada perkembangan vaksin, menurut penemuan baru.
Penyelidikan sebelum ini mendedahkan bahawa coronavirus menyerang sel-sel melalui apa yang dikenali sebagai "spike" protein, tetapi protein-protein itu mengambil pelbagai bentuk dalam coronavirus yang berbeza. Mengetahui bentuk protein lonjakan dalam SARS-Cov-2 adalah kunci untuk mencari cara untuk mensasarkan virus ini, kata Jason McLellan, pengarang kanan kajian dan seorang profesor biosciences molekul di University of Texas di Austin.
Semua tentang COVID-19
-Lihat maklumat terkini mengenai coronavirus baru
-Bagaimana mematikan COVID-19?
-Bagaimana coronavirus baru berbanding dengan selesema?
-Mengapa kanak-kanak 'hilang' daripada wabak koronavirus?
Walaupun coronavirus menggunakan banyak protein yang berbeza untuk meniru dan menyerang sel-sel, protein spike adalah protein permukaan utama yang digunakan untuk mengikat reseptor - protein lain yang bertindak seperti pintu ke sel manusia. Selepas protein spike terikat kepada reseptor sel manusia, membran virus bersatu dengan sel membran sel manusia, membenarkan genom virus masuk ke dalam sel manusia dan memulakan jangkitan. Jadi "jika anda boleh menghalang lampiran dan gabungan, anda akan menghalang kemasukan," McLellan memberitahu Live Science. Tetapi untuk mensasarkan protein ini, anda perlu tahu apa yang kelihatannya.
Awal bulan ini, penyelidik menerbitkan genom SARS-Cov-2. Menggunakan genom itu, McLellan dan pasukannya, dengan kerjasama National Institutes of Health (NIH), mengenal pasti gen spesifik yang mempergunakan kod protein. Mereka kemudian menghantar maklumat gen itu kepada syarikat yang mencipta gen dan menghantarnya kembali. Kumpulan itu kemudian menyuntikkan gen tersebut ke dalam sel mamalia di dalam sebuah makmal dan sel-sel itu menghasilkan protein lonjakan.
Seterusnya, dengan menggunakan teknik mikroskopi yang sangat terperinci yang disebut mikroskop elektron cryogenic, kumpulan itu membuat "peta," atau "cetak biru" 3D daripada protein lonjakan. Rangka tindakan itu mendedahkan struktur molekul, memetakan lokasi setiap atomnya di ruang angkasa.
"Sangat mengesankan bahawa para penyelidik dapat mendapatkan struktur dengan cepat," kata Aubree Gordon, profesor epidemiologi bersekutu di University of Michigan yang bukan sebahagian daripada kajian itu. "Ia satu langkah yang sangat penting dan boleh membantu dalam pembangunan vaksin terhadap SARS-COV-2."
Stephen Morse, seorang profesor di Sekolah Kesihatan Public Mailman Columbia University yang juga bukan sebahagian daripada kajian itu bersetuju. Protein spike "akan menjadi pilihan untuk perkembangan pesat antigen vaksin" dan rawatan, katanya kepada Live Science melalui e-mel. Mengetahui struktur itu akan "sangat membantu dalam membangunkan vaksin dan antibodi dengan aktiviti yang baik," seperti yang akan menghasilkan lebih banyak protein ini, katanya.
Pasukan menghantar "koordinat" atom ini kepada berpuluh-puluh kumpulan penyelidikan di seluruh dunia yang bekerja untuk membangunkan vaksin dan dadah untuk menyasarkan SARS-CoV-2. Sementara itu, McLellan dan pasukannya berharap dapat menggunakan peta protein lonjakan sebagai asas untuk vaksin.
Apabila penceroboh asing, seperti bakteria atau virus, menyerang badan, sel-sel imun melawan kembali dengan menghasilkan protein yang dipanggil antibodi. Antibodi ini mengikat struktur spesifik pada penyerang asing, yang disebut antigen. Tetapi menghasilkan antibodi boleh mengambil masa. Vaksin mati atau melemahkan antigen yang melatih sistem imun untuk menghasilkan antibodi ini sebelum tubuh terdedah kepada virus.
Secara teori, protein spike itu sendiri "boleh menjadi sama ada vaksin atau varian vaksin," kata McLellan. Apabila anda menyuntik vaksin berasaskan spike-protein ini, "manusia akan membuat antibodi terhadap lonjakan, dan kemudian jika mereka pernah terdedah kepada virus hidup," badan itu akan disediakan, katanya. Berdasarkan kajian terdahulu yang dilakukan pada coronavirus lain, para penyelidik memperkenalkan mutasi, atau perubahan untuk menghasilkan molekul yang lebih stabil.
Malah, "molekul itu kelihatan sangat baik, ia benar-benar baik, jenis struktur menunjukkan bahawa molekul stabil dalam pengesahan yang betul yang kami harapkan," kata McLellan. "Jadi sekarang kita dan orang lain akan menggunakan molekul yang kita buat sebagai asas untuk antigen vaksin." Rakan-rakan mereka di NIH kini akan menyuntikkan protein-protein ini ke dalam haiwan untuk melihat sejauh mana protein mencetuskan pengeluaran antibodi.
Namun, McLellan berpendapat bahawa vaksin mungkin kira-kira 18 hingga 24 bulan lagi. Itu "masih agak cepat berbanding perkembangan vaksin biasa, yang mungkin mengambil masa 10 tahun," katanya.
Penemuan itu diterbitkan hari ini (19 Februari) dalam jurnal Science.
