Институтът "Пастьор": Открихме възможност за усъвършенстването на ваксината срещу бяс

След съвместна работа с Ерве Бури от института „Пастьор“ проф. Ерика Сапфайър и екипът й от Института по имунология „La Jolla“ са на път да усъвършенстват и направят по-траен ефекта от ваксината срещу бяс. В новото изследване, което е публикувано в списание „Science Advances“, те разкриват как изглежда гликопротеинът на вируса, когато е в своята уязвима „тройна“ форма.

Вирусът на бяса убива около 59 000 души всяка година, повечето от които са деца. Някои от жертвите му дори не разбират, че са били заразени с него, а когато това стане, вече е твърде късно. За част от болните лечението е прекалено скъпо (средно 3800 долара).

От друга страна ваксините са значително по-евтини и се прилагат лесно. Те обаче имат своите недостатъци. Професорът споделя: „Ваксините срещу бяс не осигуряват доживотен имунитет. Налага се да ваксинираме домашните си любимци на всеки 1 до 3 години. В момента препаратите, които предпазват хората и животните от тежката инфекция, са на основата на убит вирус. Проблемът е, че по време на процеса на деактивация, молекулите могат да се видоизменят, което означава, че имунната система ги „вижда“ по различен начин. Замислихме се дали, ако формата им се запази и ваксината е по-добре структурирана, имунитетът няма да е по-траен.“

Хедър Калауей, един от авторите на проучването, добавя: „Оказа се, че гликопротеинът на бяса е единственият протеин, който вирусът експресира на повърхността си. Поради тази причина той се превръща в основна мишена на неутрализиращите антитела, докато се развива инфекцията.“

Бясът е най-смъртоносният вирус, който познаваме. Живеем с него векове наред. И въпреки това устройството на молекулата, която се намира на повърхността, все още не е проучено. Според Калауей единственият начин за създаване на по-ефикасни ваксини и терапии е като се разбере как точно е устроена вирусната молекула и как бясът и сходните му вируси проникват в клетките.

Изменящата се форма на вируса на бяса

Учените признават, че не са открили отговор на въпроса защо ваксината срещу бяс не осигурява траен имунитет, но са сигурни, че една от основните причини е именно променящата се форма на неговите протеини.

Също като швецайрско ножче, гликопротеинът на бяса притежава секвенции, които се разгъват и, при нужда, се вдигат нагоре. Той може да се движи напред и назад през цялото време от момента на сливане с клетката гостоприемник до момента на придобиване на формата след проникване в нея. Гликопротеинът може също така да се разпада на по-малки части и да променя броя на своите копия от три на едно (мономер).

Благодарение на свойството си да се изменя непрекъснато, вирусът на бяса става на практика невидим. Човешките антитела са устроени така, че да разпознават една-единствена точка от протеина. Те не могат да проследят и запаметят всички промени, с които бясът цели да скрие или премести въпросните точки, за да ги предпази от действието на антителата.

Чрез новото изследване експертите успяват да генерират изображение с висока резолюция на правилната форма на гликопротеина, към която да насочат усилията си при разработването на нова и по-добра ваксина.

Успешно стабилизиране и замразяване на „тройната“ форма на гликопротеина

През трите години на изследването Калауей прави многократни опити да стабилизира и замрази гликопротеина на бяса точно в тази му форма, която той придобива преди да инфектира клетката гостоприемник.

След като го свързва с човешко антитяло, експертът успява да отбележи точката, в която вирусът е най-слаб и може да бъде унищожен от антитялото. След това създава триизмерно изображение на гликопротеина с помощта на криоелектронен микроскоп.

На снимката учените забелязват два важни участъка от структурата на вируса, наречени пептиди на проникване, които не са виждали преди. При това в техния автентичен вид. Тези две секвенции свързват долната част на гликопротеина с вирусната мембрана, но по време на инфекция навлизат и в атакуваната клетка. Да се направи заснемане с добро качество на секвенциите е много трудна задача. Други изследователи са се принуждавали да ги отрежат, за да заснемат самия гликопротеин.

Сега, когато има ясно изображение на вирусната структура, екипът би могъл да работи върху усъвършенстването на ваксината*. „Вече, вместо да се среща с 4-5 различни форми на протеина, имунната ни система ще трябва да разпознае само една, но правилната, което означава, че и ефектът от ваксината ще е по-траен“, допълва Калауей.

Защита не само срещу бяс

Според Сапфайър от по-силен имунитет срещу бяс се нуждаят всички хора, които контактуват редовно с животни като ветеринарни лекари и работници, които се грижат за диви животни, както и милиардите други, изложени на голям риск от заразяване. Бясът е ендемичен (характерен) за всички континенти, освен Антарктика, и заразява много видове животни, сред които кучета, миещи мечки, прилепи и скунксове.

Откритието на екипа е важна стъпка в посока намирането на по-ефикасно средство за защита срещу бяс. То обаче може да помогне и в борбата с други представители на семейството на вирусите, подобни на бяса, които също се предават на човек и на някои бозайници.

Тепърва предстои да се направи подробно заснемане на вируса на бяса и на неутрализиращите го антитела. Калауей признава, че досега не са успявали да създадат широкоспектърна ваксина, защото не са се натъквали на участъците от вируса, които откриха сега. 

* Heather Callaway, Erica Ollmann Saphire, Hervé Bourhy et al. Structure of the rabies virus glycoprotein trimer bound to a prefusion-specific neutralizing antibody. Science Advances. June, 2022.