Vědci zjistili, proč je delta agresivnější. Může za to neprozkoumaný protein

Nová metoda odhalila nečekaný význam jedné malé mutace u varianty delta. Ve studii američtí experti popisují specifickou mutaci v deltě, která koronaviru umožňuje infikovat buňky účinněji než původní virový kmen.

Na rozdíl od mnoha studií variant viru SARS-CoV-2, které se soustředily na změny v tzv. spike proteinu S (ten tvoří „hrot“ viru, jímž se připojuje k buňkám), využili tito badatelé techniku, která jim pomohla identifikovat účinky zesílené „virové agresivity“ i na jiné virové proteiny.

Autoři práce otestovali řadu možných mutací. Určili, že u několika novějších variant SARS-CoV-2 se objevuje řada mutací v jedné specifické oblasti bílkoviny N (tzv. nukleokapsidu). Jde o bílkovinu, která tvoří vlastně jakýsi obal kolem cenného nákladu viru, jeho genetické informace. N-protein navíc i přispívá k „invazi“ viru do napadené buňky.

Vědci tak odhalili mutaci ovlivňující nukleokapsidový (N) protein jako faktor, který je odpovědný za zvýšenou infekčnost.

Za poslední měsíce se totiž např. ukázalo, že hrot novějších variant je v mnoha ohledech lépe uzpůsoben pro pronikání do lidských buněk než hrot původního viru z čínského Wu-chanu. Kromě proteinu S má virus i bílkoviny E a M. Čtvrtou a poslední bílkovinou, z níž je virus postavený, je právě N-bílkovina, která obaluje a chrání RNA uvnitř viru.

Zkoumání vlastností „živého“ viru je omezeno na vybrané laboratoře splňující přísné podmínky. V případě výzkumu „hrotu“ se však podařilo využít jednoho „kouzla“, jak tento problém obejít – takzvaných pseudovirů. To je de facto upravený jiný virus, který má část genů z nového koronaviru.

Daná studie, kterou s kolegy prováděla loňská laureátka Nobelovy ceny za chemii Jennifer Doudnaová z Kalifornské univerzity v Berkeley, zjistila, že mutace nazvaná R203M v proteinu delty významně zvýšila množství virové RNA, která se dostala do hostitelských buněk. Nově vyvinutý „trik“ umožňuje rychle a bezpečně studovat účinky mutací ve variantách SARS-CoV-2.

Vědci tak mají k dispozici novou technologii, jak studovat mutace koronaviru i v laboratořích s nižší mírou zabezpečení.

Výzkumníci použili k výzkumu v podstatě „prázdné“ viry: částice, které zvenčí vypadají přesně jako skutečný SARS-CoV-2. Tvoří je stejné bílkoviny jako pravý virus, ale uvnitř částice neobsahuje žádný genetický materiál (RNA). Bez tohoto genomu RNA nemohou částice infikovat buňky. To znamená, že tyto „virům podobné částice“ mohou napadat buňky a připojit se k nim, nicméně nadále jsou „impotentní“.

Ony „virům podobné částice“ si zmíněný kalifornský tým přizpůsobil. Vložil do jejich vnitřku látku: mRNA, tj. část genetické informace zabalené tak, aby mohla předat zprávu dále (mRNA je „messenger“ RNA, tedy „posel“).

Tato mRNA tak nese informaci, jež buňkám neuškodí. Když se zdárně dostane do buňky, způsobí slabé světélkování. Čím více „poslů“ pronikne do buňky, tím jasněji bude zářit. Díky tomu lze pohledem do mikroskopu zjistit, jak dobře dokáže daný „vyprázdněný“ virus dopravovat svůj náklad do nitra buňky.

„Po měření jasu buněk vystavených částicím podobným viru jsme dospěli k závěru, že změna jedné aminokyseliny na protein N ‚přebila' částice takovým způsobem, že do buněk dodaly 10krát více mRNA,“ vysvětlila Doudnaová podle magazínu Science.

Zatímco mutace, kterou obsahuje varianta delta (tzv. mutace R203M), tedy zvýšila úspěšnost virové invaze způsobující onemocnění covid-19 zhruba desetinásobně, mutace známé z dalších variant (alfa, gama) měly podle vědců sice podobný, ale o něco slabší účinek.

Autoři předpokládali, že částice odvozené od nových variant, které evoluce naučila lépe infikovat člověka, by měly při zkouškách „rozsvítit“ napadené lidské buňky účinněji než původní varianta koronaviru. Ale až právě experimenty s „vyprázdněnými“ viry ukázaly potenciální velikost oné změny.

Vědci následně začali již v zabezpečené laboratoři pracovat s kompletním virem SARS-CoV-2. Když jej nechali zaútočit na lidské buňky, rozdíl byl obrovský. Mutantem R203M infikované buňky vyráběly 51krát více viru než buňky napadené původním wuchanským virem.

Neví se ovšem, zda to přesně takto je i ve skutečnosti, neboť v živém těle nákaza probíhá jinak než v buněčné kultuře.

Mutace každopádně zlepšuje schopnost viru vkládat RNA do buněk, čímž se zvyšuje množství infekčních virových částic, které produkuje v hostiteli. Shan Lu, buněčný biolog z Kalifornské univerzity v San Diegu, který se na výzkumu nepodílel, k tomu poznamenal, že „v oboru bychom se mohli více zamyslet nad zacílením na nukleokapsidový protein. To by skutečně mohlo pomoci kontrolovat infekci a napomoci i s léčbou pacientů.“

Virolog z americké Rockefellerovy univerzity Charles Rice však upozorňuje, že částice podobné viru nemohou nahradit práci se skutečným virem v laboratořích. I tak jsou ale nová zjištění pozoruhodná a pro odborníky využitelná.