ROCKVILLE, MD - Een ding dat SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt, ongrijpbaar maakt voor het immuunsysteem, is dat het bedekt is met suikers die glycanen worden genoemd. Zodra SARS-CoV-2 iemands lichaam infecteert, raakt het bedekt met de unieke glycanen van die persoon, waardoor het voor het immuunsysteem moeilijk wordt om het virus te herkennen als iets dat het moet bestrijden. Die glycanen spelen ook een belangrijke rol bij het activeren van het virus. Terra Sztain-Pedone, een afgestudeerde student, en collega's in de laboratoria van Rommie Amaro aan de Universiteit van Californië, San Diego en Lillian Chong aan de Universiteit van Pittsburgh, hebben precies bestudeerd hoe de glycanen SARS-CoV-2 activeren. Sztain-Pedone zal het onderzoek op donderdag 25 februari presenteren tijdens de 65e jaarlijkse bijeenkomst van de Biophysical Society.

Om SARS-CoV-2 te activeren en besmettelijk te worden, moeten de spike-eiwitten aan de buitenkant van het virus van vorm veranderen zodat het aan onze cellen kan blijven plakken. Wetenschappers wisten dat de glycanen die deze pieken omhullen, SARS-CoV-2 helpen om het immuunsysteem te ontwijken, maar het was niet bekend welke rol ze speelden in het activeringsproces. Het bestuderen van deze moleculen is lastig omdat ze zo klein zijn en veel onderdelen hebben die op subtiele manieren bewegen. "Er zijn slechts een half miljoen atomen in slechts één van deze spike-eiwitsimulaties", legt Sztain-Pedone uit.

Met behulp van geavanceerde High Performance Computing-algoritmen die veel simulaties parallel uitvoeren, onderzocht het onderzoeksteam hoe de posities van elk van die atomen veranderen wanneer de SARS-CoV-2-piek wordt geactiveerd. "De meeste computers zouden dit niet kunnen met een half miljoen atomen", zegt Sztain-Pedone.

Het team was in staat om de glycanen en moleculen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor het activeren van het spike-eiwit. "Verrassend genoeg lijkt één glycan verantwoordelijk te zijn voor het initiëren van de hele opening", zegt Sztain-Pedone. Andere glycanen zijn betrokken bij de volgende stappen. Om hun bevindingen te valideren, werkt het team momenteel samen met Jason McLellan, een professor aan de Universiteit van Texas, Austin, en collega's die experimenten uitvoeren met spike-eiwitten in het laboratorium.

Het is mogelijk om de simulaties die zijn ontwikkeld door Sztain-Pedone en collega's te gebruiken om behandelingen te identificeren die SARS-CoV-2-activering zullen blokkeren of voorkomen. "Omdat we al deze structuren hebben, kunnen we screening op kleine moleculen uitvoeren met computationele algoritmen", legt Sztain-Pedone uit. Ze kunnen ook nieuwe virusmutaties bestuderen, zoals de B.1.1.7-variant die zich momenteel verspreidt, om "te kijken hoe dat de activering van het spike-eiwit zou kunnen beïnvloeden", zegt Sztain-Pedone.

###