Ett team av forskare vid University of California, San Francisco (UCSF) har tagit de första atomistiska 3D-bilderna någonsin av SARS-CoV-2 spikproteinet, strukturen som viruset använder för att smälta samman med och infektera mänskliga celler. Bilderna, publicerade i tidskriften Science, ger oöverträffade detaljer om proteinets struktur och kan hjälpa forskare att utveckla nya behandlingar för covid-19.

Spikeproteinet är en komplex struktur som består av tusentals atomer. Den ändrar ständigt form, vilket gör det svårt att fånga dess exakta struktur. Emellertid kunde UCSF-teamet använda en teknik som kallas kryo-elektronmikroskopi (cryo-EM) för att frysa proteinet på plats och sedan använda ett kraftfullt mikroskop för att avbilda det.

De resulterande bilderna är de mest detaljerade som någonsin erhållits av SARS-CoV-2 spikproteinet. De visar att proteinet är uppbyggt av två subenheter, S1 och S2. S1 binder till ACE2-receptorn på mänskliga celler, medan S2 smälter ihop virusmembranet med cellmembranet, vilket gör att viruset kan komma in i cellen.

Bilderna avslöjar också att spikproteinet är täckt av sockermolekyler, vilket hjälper viruset att undvika det mänskliga immunförsvaret. Dessa sockermolekyler fungerar som en sköld och förhindrar antikroppar från att binda till proteinet och neutralisera viruset.

De nya bilderna kan hjälpa forskare att utveckla nya behandlingar för covid-19. Till exempel kan de designa läkemedel som riktar sig mot S1- eller S2-subenheterna av spikeproteinet, vilket förhindrar att det binder till ACE2-receptorn eller smälter samman med cellmembranet. Sådana läkemedel kan potentiellt blockera viruset från att infektera mänskliga celler och förhindra spridningen av covid-19.

"Dessa bilder ger ett betydande språng i vår förståelse av hur SARS-CoV-2-viruset infekterar mänskliga celler", säger studiens huvudförfattare Dr Jason McLellan. "Denna kunskap kan vara avgörande i utvecklingen av nya behandlingar och vacciner för covid-19."

UCSF-teamet fortsätter att studera SARS-CoV-2 spikproteinet för att lära sig mer om hur det fungerar. De hoppas att deras forskning kommer att bidra till utvecklingen av nya behandlingar för covid-19 och andra coronavirus.