Manuver Menghindar: Memprediksi SARS-CoV-2 – Technology OrgTechnology Org

  • Whatsapp


Varian SARS-CoV-2, termasuk varian yang sangat bermutasi menyerupai omicron, sedang mengembangkan cara baru untuk menghindari antibodi, vaksin.

Dalam upaya untuk memprediksi manuver evolusi SARS-CoV-2 di masa depan, tim peneliti yang dipimpin oleh peneliti di Harvard Medical School telah mengidentifikasi beberapa kemungkinan mutasi yang memungkinkan virus menghindari pertahanan kekebalan, termasuk kekebalan alami yang diperoleh melalui infeksi atau dari vaksinasi. serta perawatan berbasis antibodi.

Pandemi virus corona – interpretasi artistik. Kredit gambar: Piksel Maks, CC0 Domain Publik

Hasilnya, dipublikasikan di Sains sebagai publikasi yang dipercepat untuk segera dirilis, akan membantu para peneliti mengukur bagaimana SARS-CoV-2 dapat berevolusi karena terus beradaptasi dengan inang manusianya dan, dengan melakukan itu, membantu pejabat kesehatan masyarakat dan ilmuwan mempersiapkan kemungkinan mutasi di masa depan.

Memang, ketika penelitian itu mendekati publikasi, varian baru yang menjadi perhatian, dijuluki omicron, memasuki tempat kejadian dan kemudian ditemukan mengandung beberapa mutasi penghindar antibodi yang diprediksi oleh para peneliti dalam makalah yang baru diterbitkan. Pada 1 Desember, omicron telah diidentifikasi di 25 negara di Afrika, Asia, Australia, Eropa, dan Amerika Utara dan Selatan, daftar yang tumbuh setiap hari.

Para peneliti mengingatkan bahwa temuan penelitian tidak secara langsung berlaku untuk omicron karena bagaimana varian spesifik ini berperilaku akan bergantung pada interaksi di antara set mutasi uniknya sendiri – setidaknya 30 pada protein lonjakan virus – dan pada bagaimana ia bersaing dengan strain aktif lainnya. beredar dalam populasi di seluruh dunia. Meskipun demikian, kata para peneliti, penelitian ini memberikan petunjuk penting tentang area tertentu yang menjadi perhatian omicron, dan juga berfungsi sebagai primer pada mutasi lain yang mungkin muncul di varian masa depan.

“Temuan kami menunjukkan bahwa hati-hati disarankan dengan omicron karena mutasi ini telah terbukti cukup mampu menghindari antibodi monoklonal yang digunakan untuk mengobati pasien yang baru terinfeksi dan antibodi yang berasal dari vaksin mRNA,” kata penulis senior studi tersebut. Jonatan Abraham, asisten profesor mikrobiologi di Institut Blavatnik di HMS dan spesialis penyakit menular di Brigham and Women’s Hospital. Para peneliti tidak mempelajari pertahanan virus terhadap antibodi yang dikembangkan sebagai respons terhadap vaksin non-mRNA.

Semakin lama virus terus bereplikasi pada manusia, Abraham mencatat, semakin besar kemungkinan virus itu akan terus mengembangkan mutasi baru yang mengembangkan cara baru untuk menyebar di hadapan kekebalan alami, vaksin, dan perawatan yang ada.

Itu berarti upaya kesehatan masyarakat untuk mencegah penyebaran virus, termasuk vaksinasi massal di seluruh dunia sesegera mungkin, sangat penting untuk mencegah penyakit dan mengurangi peluang virus untuk berkembang, kata Abraham.

Temuan ini juga menyoroti pentingnya penelitian yang sedang berlangsung tentang potensi evolusi masa depan tidak hanya SARS-CoV-2 tetapi juga patogen lain, kata para peneliti.

“Untuk keluar dari pandemi ini, kita harus tetap berada di depan virus ini, bukan mengejar ketinggalan,” kata Katherine Nabil, seorang mahasiswa tahun kelima di Program MD-PhD Harvard/MIT dan penulis pendamping dalam penelitian ini. “Pendekatan kami unik karena alih-alih mempelajari mutasi antibodi individu secara terpisah, kami mempelajarinya sebagai bagian dari varian komposit yang mengandung banyak mutasi simultan sekaligus — kami pikir ini mungkin tujuan virus. Sayangnya, ini tampaknya menjadi kasus dengan omicron.”

Banyak penelitian telah melihat mekanisme yang telah berevolusi pada strain baru dominan SARS-CoV-2 yang memungkinkan virus untuk melawan kekuatan pelindung antibodi untuk mencegah infeksi dan penyakit serius pada orang yang terpapar virus.

Musim panas yang lalu, alih-alih menunggu untuk melihat apa yang mungkin dibawa oleh varian baru berikutnya, Abraham memutuskan untuk menentukan bagaimana kemungkinan mutasi di masa depan dapat memengaruhi kemampuan virus untuk menginfeksi sel dan untuk menghindari pertahanan kekebalan dan berkolaborasi dengan rekan-rekan dari HMS, Brigham dan Women’s, Massachusetts General Hospital, Harvard Pilgrim Health Care Institute, Harvard TH Chan School of Public Health, Boston University School of Medicine and National Emerging Infectious Diseases Laboratories, dan AbbVie Bioresearch Center.

Untuk memperkirakan bagaimana virus dapat mengubah dirinya selanjutnya, para peneliti mengikuti petunjuk dalam struktur kimia dan fisik virus dan mencari mutasi langka yang ditemukan pada individu dengan gangguan sistem kekebalan dan dalam database global urutan virus. Dalam studi berbasis laboratorium menggunakan partikel mirip virus yang tidak menular, para peneliti menemukan kombinasi dari beberapa mutasi kompleks yang memungkinkan virus menginfeksi sel manusia sambil mengurangi atau menetralkan kekuatan pelindung antibodi.

Para peneliti fokus pada bagian protein lonjakan virus corona yang disebut domain pengikatan reseptor, yang digunakan virus untuk menempel pada sel manusia. Protein lonjakan memungkinkan virus untuk memasuki sel manusia, di mana ia memulai replikasi diri dan, akhirnya, menyebabkan infeksi.

Sebagian besar antibodi berfungsi dengan mengunci ke lokasi yang sama pada domain pengikat reseptor protein lonjakan virus untuk memblokirnya agar tidak menempel pada sel dan menyebabkan infeksi.

Mutasi dan evolusi adalah bagian normal dari sejarah alami virus. Setiap kali salinan virus baru dibuat, ada kemungkinan kesalahan penyalinan—salah ketik genetik—mungkin terjadi. Saat virus menghadapi tekanan selektif dari sistem kekebalan inang, kesalahan penyalinan yang memungkinkan virus menghindari diblokir oleh antibodi yang ada memiliki peluang lebih baik untuk bertahan dan terus bereplikasi.

Mutasi yang memungkinkan virus menghindari antibodi dengan cara ini dikenal sebagai mutasi pelarian.

Para peneliti menunjukkan bahwa virus dapat mengembangkan sejumlah besar mutasi pelarian simultan sambil mempertahankan kemampuan untuk terhubung ke reseptor yang dibutuhkan untuk menginfeksi sel manusia. Untuk menguji ini, para peneliti membangun pseudotipe, pengganti buatan laboratorium untuk virus yang dibangun dengan menggabungkan partikel mirip virus yang tidak berbahaya dengan potongan protein lonjakan SARS-CoV-2 yang mengandung mutasi pelarian yang dicurigai. Para peneliti menunjukkan bahwa pseudotipe yang mengandung hingga tujuh mutasi pelarian ini lebih tahan terhadap netralisasi oleh antibodi terapeutik dan serum dari penerima vaksin mRNA.

Tingkat evolusi kompleks ini belum terlihat pada jenis virus yang tersebar luas pada saat para peneliti memulai eksperimen mereka. Tetapi dengan munculnya varian omicron, tingkat mutasi kompleks dalam domain pengikatan reseptor ini tidak lagi bersifat hipotetis. Varian delta hanya memiliki dua mutasi dalam domain pengikatan reseptornya, tetapi pseudotipe yang dipelajari tim memiliki hingga tujuh mutasi dan omicron tampaknya memiliki lima belas, kata Abraham, termasuk beberapa mutasi spesifik yang dianalisis timnya.

Dalam serangkaian percobaan, para peneliti melakukan uji biokimia dan tes dengan pseudotipe untuk melihat bagaimana antibodi akan mengikat protein lonjakan yang mengandung mutasi pelarian. Beberapa mutasi, termasuk beberapa yang ditemukan di omicron, memungkinkan pseudotipe untuk sepenuhnya menghindari antibodi terapeutik, termasuk yang ditemukan dalam terapi koktail antibodi monoklonal.

Para peneliti juga menemukan satu antibodi yang mampu menetralkan semua varian yang diuji secara efektif. Namun, mereka juga mencatat bahwa virus akan dapat menghindari antibodi itu jika protein lonjakan mengembangkan mutasi tunggal yang menambahkan molekul gula di lokasi di mana antibodi mengikat virus. Itu, pada dasarnya, akan mencegah antibodi melakukan tugasnya.

Para peneliti mencatat bahwa dalam kasus yang jarang terjadi, strain SARS-CoV-2 yang beredar telah ditemukan untuk mendapatkan mutasi ini. Ketika ini terjadi, kemungkinan hasil dari tekanan selektif dari sistem kekebalan tubuh, kata para peneliti. Memahami peran mutasi langka ini, tambah mereka, sangat penting untuk menjadi lebih siap sebelum muncul sebagai bagian dari strain dominan.

Sementara para peneliti tidak secara langsung mempelajari kemampuan virus pseudotype untuk menghindari kekebalan dari infeksi alami, temuan dari tim pekerjaan sebelumnya dengan varian yang membawa lebih sedikit mutasi menunjukkan bahwa varian yang lebih baru dan sangat bermutasi ini juga akan dengan mahir menghindari antibodi yang diperoleh melalui infeksi alami.

Lindsay McKay dan Anthony Griffiths, peneliti di National Emerging Infectious Diseases Laboratories, mengatakan bahwa mereka bangga untuk berpartisipasi dalam studi yang sangat kolaboratif ini dan menambahkan bahwa mereka “berharap untuk melanjutkan kolaborasi ini menggunakan varian SARS-CoV-2 langsung untuk memvalidasi data. dihasilkan dari alat lain.”

Dalam percobaan lain, pseudotipe terkena serum darah dari individu yang telah menerima vaksin mRNA. Untuk beberapa varian yang sangat bermutasi, serum dari penerima vaksin dosis tunggal benar-benar kehilangan kemampuan untuk menetralkan virus. Dalam sampel yang diambil dari orang-orang yang telah menerima dosis vaksin kedua, vaksin tersebut mempertahankan setidaknya beberapa efektivitas terhadap semua varian, termasuk beberapa pseudotipe yang bermutasi secara ekstensif.

Para penulis menyoroti bahwa analisis mereka menunjukkan bahwa imunisasi berulang bahkan dengan antigen protein lonjakan asli mungkin penting untuk melawan varian protein lonjakan SARS-CoV-2 yang sangat bermutasi.

“Virus ini adalah pengubah bentuk,” kata Abraham. “Fleksibilitas struktural hebat yang kami lihat dalam protein lonjakan SARS-CoV-2 menunjukkan bahwa omicron sepertinya bukan akhir dari cerita virus ini.”

Sumber: HMS




Pos terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.