ROCKVILLE, MD - Het virus dat COVID-19 veroorzaakt, behoort tot de familie van coronavirussen, "corona", verwijzend naar de pieken op het virale oppervlak. Deze pieken zijn niet statisch - om cellen te infecteren, veranderen ze van vorm. Maolin Lu, een associate research scientist aan de Yale University, visualiseerde direct de veranderende vormen van die spike-eiwitten en volgde hoe de vormen veranderen wanneer COVID-19-antilichamen van patiënten zich hechten. Haar werk, dat in december 2020 werd gepubliceerd in Cell Host & Microbe en zal worden gepresenteerd op donderdag 25 februari tijdens de 65e jaarlijkse bijeenkomst van de Biophysical Society informeert de ontwikkeling van COVID-19-vaccins en behandelingen die gericht zijn op de pieken van de SARS- CoV-2-virus, dat COVID-19 veroorzaakt.

Toen de COVID-19-pandemie toesloeg, paste Lu haar expertise bij het bestuderen van het hiv-1-virus snel toe op SARS-CoV-2. Voorafgaand aan de pandemie onderzocht Lu welke vormen van de hiv-1-pieken het meest vatbaar zijn voor antilichaamaanvallen. Met behulp van vergelijkbare technieken wendde ze zich in maart 2020 tot SARS-CoV-2.

Omdat de spike-eiwitten prominent aanwezig zijn aan de buitenkant van het SARS-CoV-2-virus, zijn ze cruciale doelwitten voor vaccins en therapieën. De vaccins die tot nu toe zijn goedgekeurd, zijn ontworpen om het lichaam te helpen antilichamen aan te maken die dit deel van het SARS-CoV-2-virus herkennen en de toegang tot cellen blokkeren. Maar, zegt Lu, "het spike-eiwit verandert voortdurend van vorm, deze vormveranderende functie zorgt ervoor dat het virus niet alleen gastheercellen binnendringt, het helpt ook het virus te ontsnappen aan aanvallen of herkenning door antilichamen."

Met behulp van een beeldvormende techniek om moleculaire bewegingen te volgen, merkte Lu op dat het ten minste vier vormen aanneemt. Ze keek ook hoe de piekproteïnen reageerden op serum van patiënten die herstelden van COVID-19, dat antilichamen bevatte die hun lichaam maakte tegen het SARS-CoV-2-virus. Ze merkte op dat sommige antilichamen het spike-eiwit herkenden en eraan vasthielden wanneer het zich in een "open" positie bevond en klaar was om aan cellen te hechten. Anderen gaven er de voorkeur aan zich te hechten aan een "gesloten" piek, de dominante positie van de piek wanneer het virus voor het eerst het lichaam binnendringt.

“Dit geeft aan dat antilichamen de SARS-CoV-2-piek op twee verschillende manieren kunnen aanvallen of antagoniseren. Een manier is om direct de open positie van de piek in te nemen, dan kan het virus niet dichtbij of associëren met de gastheercellen. De andere manier is om de spike in een gesloten positie te vergrendelen. De tweede vergrendelingsstrategie is op grote schaal gebruikt om COVID-19-vaccins te ontwikkelen, ”legde Lu uit.

Als het gaat om het ontwikkelen van nieuwe vaccins of behandelingen, toont hun onderzoek aan dat het richten op het SARS-CoV-2-spike-eiwit wanneer het zich in een gesloten positie bevindt, een bijzonder effectieve strategie kan zijn.

###