Den vanliga förkylningssäsongen är tillbaka, som får folk att undra varför vi får samma virus, år efter år. Varför utvecklar vi aldrig immunitet mot förkylning? Professor Pierre Talbot vid INRS har känt till den otroliga variationen hos coronavirus under en tid. De är ansvariga för förkylning såväl som många andra infektioner, inklusive neurologiska sjukdomar. Tillsammans med sin forskarassistent Marc Desforges, Professor Talbot arbetade på en studie som nyligen publicerades i Naturkommunikation om hur koronavirus anpassar sig och utvecklas, blir allt effektivare på att infektera värdar utan att bli besegrade av immunsystemet.
Det lilla, taggiga sfärer, coronaviruset övervakas noga av folkhälsomyndigheter, eftersom de kan överföras mellan arter och vissa har en hög potentiell dödlighet. Både SARS och MERS orsakas av coronavirus. Deras förmåga att anpassa sig till nya miljöer verkar delvis bero på spikarna på virusets yta – mer specifikt, en liten, strategisk del av proteinerna som bildar dessa spikar.
Piggarna är uppbyggda av S-proteiner (S för spik). En specifik del av spiken verkar tillåta viruset att fästa sig till värdceller. Spikens RBD (receptorbindande domän), som initierar interaktionen mellan cell och virus, är avgörande för infektion. Men RBD:er riktas mot antikroppar som neutraliserar viruset och låter immunsystemet spola ut det ur värdens system.
Coronavirusen står därför inför ett evolutionärt problem. De kan inte infektera celler utan en RBD, som måste exponeras så att den kan haka fast i celler. Men RBD måste maskeras för att undvika att bli föremål för antikroppar.
Som svar, coronaviruset har utvecklat en mekanism som hjälper den att överleva, och trivs. RBD består av tre delar som varierar kraftigt mellan stammar. Tack vare denna variation, antikroppar inte kan upptäcka nya stammar, medan RBD:er behåller - och till och med förbättrar - sin affinitet för målcellen. Plus, RBD:er växlar mellan synliga och maskerade tillstånd.
För att få denna insikt, en grupp forskare inklusive professor Talbot studerade alfacoronaviruset HCoV-229E och, mer specifikt, interaktionen mellan dess RBD och aminopeptidas N (APN) - värdcellsproteinet som RBD fäster vid. Teamet kristalliserade multiproteinkomplexet och analyserade sedan strukturerna för båda proteinerna.
Genom att observera RBD:s struktur på nära håll, teamet kunde identifiera de tre långa slingorna som låser sig på APN. Som analyser av dessa virus under de senaste femtio åren har visat, dessa slingor är praktiskt taget det enda som varierar från en stam till nästa.
Experimenten visar att förändringarna som observeras i slingorna modulerar en RBD:s affinitet med APN. De varianter som har störst affinitet är sannolikt också bättre på att infektera värdceller, som hjälper dem att sprida sig. Sex olika klasser av HCoV-229E har dykt upp under åren, var och en med en större RBD-APN-affinitet än den förra.
Denna upptäckt bidrar till vår förståelse av utvecklingen av koronavirus och kan leda till liknande analyser av andra koronavirus. Även om det finns många element kvar att förklara, RBD verkar vara en viktig egenskap som måste övervakas när vi följer den adaptiva utvecklingen av dessa virus och bedömer deras förmåga att infektera.
