Целевой белок N и S в тестировании на антитела к COVID-19

На протяжении всей пандемии COVID-19 исследователи неустанно работали над пониманием иммунного ответа человека на SARS-CoV-2, включая продолжительность и уровень защиты, которую антитела могут обеспечить от повторного заражения.
Уже применено несколько тестов, которые могут обнаружить антитела против SARS-CoV-2 и выявить лиц, которые ранее перенесли заражение вирусом или вакцинацию.
Некоторые тесты выявляют наличие антител против белка-шипа (S), тогда как другие обнаруживают антитела против белка нуклеокапсида (N).

О белках S и N

Коронавирус имеет четыре основных структурных белка: нуклеокапсид (N), шип (S), мембрану (М) и оболочку (Е). Белок S состоит из субъединиц S1 и S2. Белок S обладает высокой иммуногенностью, поскольку расположен на поверхности вируса.

Фото из Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.011

Белок N играет важную роль в транскрипции и репликации вирусной РНК, упаковывая инкапсидированный геном в вирионы и ингибируя процесс клеточного цикла клеток-хозяев. Белок N является наиболее распространенным белком вирионов, а также обладает высокой иммуногенной активностью. Бдругое Белки N и S Могут быть потенциальными мишенями для обнаружения SARS-CoV-2 с помощью антител. Однако гомология белка N между SARS-CoV-2 и SARS-CoV составляет 90 процентов по сравнению с белком S (77 процентов), особенно с субъединицей S1, включая RBD (66 процентов).

Как и в случае с другими коронавирусами, проникновение SARS-CoV-2 в клетки-хозяева опосредуется трансмембранным гликопротеином шипа (S), который образует заметные гомотримеры, выступающие из поверхности вируса.

Субъединица S1 также имеет эволюционную низкую гомологию белков внутри семейства коронавирусов, что позволяет предположить, что она потенциально может демонстрировать меньшую перекрестную реактивность среди эндемичных коронавирусов. Следовательно, субъединица S1 может быть специфическим антигеном-мишенью для обнаружения антител к SARS-CoV-2.

Хотя коронавирусные инфекции вызывают сильный ответ антител (Ab) против N, эти антитела не являются нейтрализующими.

Белок S включает субъединицу S1, которая распознает рецепторы клетки-хозяина (и разделена на домены A, B, C и D), и субъединицу S2, которая способствует слиянию вирусных и клеточных мембран для инициации инфекции

Домен B субъединицы S1 (так называемый рецептор-связывающий домен или RBD) связывается с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2), который служит входным рецептором. RBD SARS-CoV-2 является основной целью нейтрализации антител, что было продемонстрировано в исследовании, опубликованном на Cell.

Следовательно, наличие антител само по себе не означает, что человек защищен от потенциального повторного заражения. Важно определить, могут ли антитела обеспечить долгосрочный защитный иммунитет, обеспечивая вируснейтрализующие антитела, которые блокируют вирусную инфекцию и помогают избавиться от вирусной инфекции. Нейтрализующие антитела В первую очередь нацелен на белок S в коронавирусах, в частности на субъединицу S1 и RBD, содержащийся в субъединице S1, предотвращая проникновение вируса в клетку-хозяина.

Исследование, опубликованное на сайте Cell, показывает, что в когорте из 647 субъектов, инфицированных SARS-CoV-2, как величина реакции антител на всплеск SARS-CoV-2 (S), так и титры нуклеопротеинов и nAb коррелируют с клиническими показателями. Рецептор-связывающий домен (RBD) является иммунодоминантным и является мишенью 90% нейтрализующей активности, присутствующей в иммунных сыворотках к SARS-CoV-2.

 

Справочник

[1] Лука Пикколи и др. Картирование нейтрализующих и иммунодоминантных участков в домене, связывающем шиповый рецептор SARS-CoV-2, с помощью структурно-ориентированной серологии высокого разрешения. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.09.037.

[2] https://www.technologynetworks.com/diagnostics/blog/covid-19-antibody-testing-s-vs-n-protein-340327