Structura virusului Andes, dezvăluită la nivel molecular
Un studiu publicat în revista Nature arată cum virusul Andes, cel mai periculos hantavirus cunoscut, recunoaște și pătrunde în celulele umane. Cercetarea, realizată de oameni de știință de la Albert Einstein College of Medicine împreună cu colaboratori de la Institut Pasteur și LSU Health Shreveport, ar putea deschide calea către terapii eficiente împotriva acestui virus și a rudelor sale apropiate.
Interesul pentru virusul Andes a crescut după un focar pe o navă de croazieră, care a ucis trei pasageri și a îmbolnăvit alți 13, subliniind lipsa de vaccinuri sau tratamente aprobate. Dintre cele peste 20 de hantavirusuri cunoscute ca periculoase pentru oameni, virusul Andes este singurul care se transmite de la o persoană la alta, de obicei prin contact apropiat și prelungit.
Un receptor descoperit cu opt ani în urmă
Echipa de cercetare demonstrase anterior că, pentru a infecta o celulă umană, proteina de suprafață a virusului Andes trebuie să se lege de un receptor numit PCDH1, care funcționează ca o poartă de intrare pentru virus. Întrebarea rămasă fără răspuns era cum reușește proteina virală să se atașeze exact de acest receptor.
„Acum opt ani, am descoperit că virusul Andes infectează celulele umane folosind o proteină specifică de la suprafața celulei, numită receptor, dar nu am putut afla exact cum virusul o recunoaște”, a explicat Kartik Chandran, profesor de microbiologie și imunologie la Einstein și autor corespondent al studiului. „Cercetarea noastră rezolvă acest puzzle: dezvăluim o modalitate nouă prin care un virus își capturează receptorul în timpul infecției și sugerăm totodată cum putem riposta cu terapii care să exploateze vulnerabilitatea virală rezultată.”
O formă neobișnuită a proteinei virale
Hantavirusurile sunt o familie largă de virusuri purtate în principal de rozătoare, care pot provoca boli grave, uneori fatale, inclusiv sindromul pulmonar cauzat de hantavirus. Oamenii se infectează mai ales inhalând particule virale din urină, excremente sau salivă de rozătoare infectate.
Spre deosebire de majoritatea virusurilor, proteina de suprafață a virusului Andes este alcătuită din patru unități identice fixate într-o formă pătrată. La SARS-CoV-2, de exemplu, cele trei unități ale proteinei formează un triunghi, iar fiecare unitate are o parte separată care se leagă de receptor. În cazul virusului Andes, o singură unitate nu poate realiza legătura: este nevoie de întreaga structură pătrată pentru a captura PCDH1.
Pentru a studia acest moment inițial al infecției, cercetătorii au folosit microscopia crioelectronică, reușind să obțină o imagine detaliată a structurii. Echipa a recurs la metode noi, inclusiv la o structură de susținere concepută cu ajutorul inteligenței artificiale, care a permis proteinei virale să rămână stabilă în eprubetă.
Un buzunar adânc, o vulnerabilitate exploatabilă
Imaginile au arătat că o singură moleculă de PCDH1 se îngroapă în centrul structurii virale, legându-se într-un buzunar adânc. „Adâncimea acestui buzunar ajută și la explicarea modului în care virusul limitează accesul anticorpilor”, a declarat Rohit Jangra, profesor asistent la LSU Health Shreveport. „Este izbitor cum același buzunar poate găzdui receptorul și, în același timp, restricționează accesul anticorpilor. Forma lungă și subțire a PCDH1 îi permite să pătrundă adânc, dar majoritatea anticorpilor sunt prea voluminoși pentru a-l urma.”
Cercetătorii au analizat apoi mai mulți anticorpi izolați de la pacienți cu hantavirus, despre care se știa că blochează legarea dintre virusul Andes și PCDH1. Unii dintre acestea se pot lega suficient de aproape de intrarea în buzunar pentru a împiedica pătrunderea receptorului, dar nu pot ajunge la fel de adânc ca PCDH1.
„Acest lucru sugerează o modalitate ingenioasă prin care virusul Andes poate scăpa de anticorpii care blochează receptorul. Virusul suferă mutații astfel încât anticorpii să nu îl poată distruge, dar aceste schimbări nu îi afectează capacitatea de a se lega de receptor – un fel de sistem molecular de identificare «prieten sau dușman»”, a explicat Chandran.
Această strategie evolutivă creează însă și o vulnerabilitate pe care echipa intenționează să o exploateze. Deși anticorpii umani au o arhitectură limitată, oamenii de știință pot crea molecule „lungi și subțiri”, o abordare care ar putea bloca buzunarul PCDH1 și ar putea servi drept model pentru dezvoltarea de noi medicamente antivirale, necesare urgent pentru virusul Andes și pentru Sin Nombre, o rudă apropiată răspândită în Statele Unite și Canada.
„Această lucrare creează o imagine unificată a interacțiunii dintre hantavirusuri și receptor, care ne poate ajuta să concepem și să descoperim noi strategii de protecție cu acțiune largă împotriva acestor agenți patogeni cu consecințe grave”, a concluzionat Pablo Guardado-Calvo, de la Institut Pasteur.
