Οι κοροναϊοί είναι ολισθηροί και αυτό καθιστά δύσκολη τη δημιουργία αποτελεσματικών εμβολίων που παρέχουν μακροπρόθεσμη προστασία. Τώρα, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κονέκτιουτ (UConn) ανέπτυξαν έναν νέο τρόπο για να μοντελοποιήσουν την πρωτεΐνη ακίδας του ιού και να δοκιμάσουν τη σύνδεσή της με τα αντισώματα. Αυτό θα μπορούσε να δώσει στους επιστήμονες πιο σταθερό έλεγχο του ιού που προκαλεί το COVID-19.

Μέχρι στιγμής, η πλειονότητα των ενήλικων πολιτών στις ΗΠΑ έχουν εμβολιαστεί κατά του COVID και πολλοί έχουν κάνει επίσης αναμνηστικά εμβόλια. Παρόλα αυτά, περίπου το 30% των νοσηλευόμενων ασθενών με COVID στο Κονέκτικατ είναι πλήρως εμβολιασμένοι. Αν και υπάρχουν πολλά διαφορετικά εμβόλια για τον COVID σε χρήση σε όλο τον κόσμο, κανένα από αυτά δεν παρέχει μακροπρόθεσμη, ανθεκτική προστασία έναντι του ιού.

Το πρόβλημα είναι η πρωτεΐνη ακίδας του κορωνοϊού. Οι αιχμές καλύπτουν τον ιό και είναι τόσο τρελά και εύκαμπτα που γλιστρούν μέσα από τους συμπλέκτες του αντισώματα σαν νυφίτσα μέσα από βέρα. Χωρίς σταθερή αντίληψη της ακίδας, το ανοσοποιητικό σύστημα δεν μπορεί να παράγει καλά αντισώματα. Και χωρίς καλά εξουδετερωτικά αντισώματα, η μνήμη του ανοσοποιητικού συστήματος για τον ιό είναι πολύ θολή για να διαρκέσει.

“Είναι κάπως εκτός εστίασης. Οτιδήποτε είναι εκτός εστίασης είναι δύσκολο να κατανοηθεί, δύσκολο να κατανοηθεί και δύσκολο να το πιάσεις”, λέει ο Paulo Verardi, παθοβιολόγος στο Κολέγιο Γεωργίας, Υγείας και Φυσικών Πόρων του UConn.

Ο Verardi έδωσε πολλές διαλέξεις για τον κορωνοϊό νωρίς στην πανδημία ως μέρος του “The COVID-19 Pandemic: Impacts on Health, Business and Society”, το μεγαλύτερο και πιο δημοφιλές μάθημα που δόθηκε ποτέ στο UConn, και πολλά μέλη ΔΕΠ το παρακολούθησαν. Η Άννα Ταρακάνοβα, υπολογιστική βιοφυσικός και επίκουρη καθηγήτρια μηχανολογίας, ήταν μία από αυτές. Είναι ειδικός στη μοντελοποίηση δυναμικών πρωτεϊνών. Μίλησε με δύο από τους μεταπτυχιακούς φοιτητές της, τον Genny Kunkel και τον Mohammad Madani, και είχαν μια ιδέα. Τι θα γινόταν αν σχεδίαζαν την πρωτεΐνη ακίδας, καταλάβαιναν πώς κινούνταν όταν αλληλεπιδρούσε με το ανοσοποιητικό σύστημα και στη συνέχεια την πάγωσαν στη σωστή θέση ώστε το ανοσοποιητικό σύστημα να την πιάσει;

Η Ταρακάνοβα προσέγγισε τον Βεράρντι και του άρεσε η ιδέα. Παρόλο που όλα τα τρέχοντα εμβόλια κατά του COVID που έχουν εγκριθεί στις ΗΠΑ χρησιμοποιούν σταθεροποιημένες εκδόσεις της πρωτεΐνης ακίδας, κανείς δεν γνωρίζει εάν υπάρχουν καλύτερες ή χειρότερες θέσεις για χρήση από το ανοσοποιητικό σύστημα ως πρότυπο. Η ομάδα της Ταρακάνοβα θα μπορούσε να το καταλάβει. Ο βιοχημικός του UConn Simon White προσχώρησε επίσης στην ομάδα.

Η πρώτη τους εργασία, που περιγράφει ποια μέρη της πρωτεΐνης ακίδας κάμπτονται, πώς οι μεταλλάξεις επηρεάζουν αυτή την ευελιξία και πώς επηρεάζουν όλα τα αντισώματα, δημοσιεύτηκε στο Biophysical Journal στις 21 Δεκεμβρίου. Παρήγαγαν επίσης βίντεο κλιπ για το πώς το πρωτεΐνη ακίδας κινείται.

«Χτίζουμε ενεργά μοντέλα ορισμένων από τις αναδυόμενες φυσικές παραλλαγές όπως το δέλτα, το λάμδα και το όμικρον για να δούμε πώς εξελίσσεται», λέει η Tarakanova.

Θέλουν να δουν πώς ο καθένας παραλαγή αλληλεπιδρά με τα αντισώματα και τελικά χρησιμοποιεί αυτή τη γνώση για να δημιουργήσει την καλύτερη δυνατή εκδοχή για να διορθωθούν τα αντισώματα—έτσι ώστε ο κόσμος να έχει εμβόλιο κατά του COVID που λειτουργεί μακροπρόθεσμα και δεν απαιτεί αναμνηστικό κάθε έξι μήνες.