В резултат на развитието на коронавируса е възможна появата на все повече негови варианти, които могат успешно да инфектират човешките клетки.

 

Основен момент в тази инфекция е, когато протеинът на вируса се свързва с ACE2 рецепторите в клетките на гостоприемника.


 

Учени от Пен Стейт създават нов метод, чрез който могат да предвидят аминокиселинните промени в протеина на вируса, подобряващи способността му за свързване с човешките клетки и последващата му повишена инфекциозност.

 

След получаване на тази информация бихме могли да предотвратим разпространението на вируса и да приложим навременни мерки за обществено здраве. Възможно би било и подсилването на формулите на наличните вакцини.

 

Екипът използва двустепенен метод, чрез който да се определи какви промени могат да настъпят в аминокиселините на рецепторно свързващия домен (RBD) на спайк протеина при COVID-19. Тези промени могат да повлияят на възможността му да се свързва с ACE2 рецепторите на човешките и други животински клетки.

 

Различните варианти на COVID-19, които в момента наблюдаваме, са се получили в резултат на една или повече мутации, засягащи спайк протеина.

 

Свързването на протеина с рецептора ACE2 е първата много важна стъпка при навлизането на вируса в клетката. Този етап има директно действие върху динамиката на инфекцията и потенциалната прогресия на заболяването.

 

В разработката на метода участва екип от учени, който е ръководен от Костас Д. Маранас и Доналд Б. Броутън, професор в катедрата по химическо инженерство в щата Пен. Резултатите от проучването са публикувани в списание Proceedings of the National Academy of Sciences.

 

Първоначално, учените проверяват възможността на техниката Molecular Mechanics-Generalized Born Surface Area (MM-GBSA), да предвиди количествения афинитет на рецепторно свъзващия домен към ACE2.

 

След проверка на вече налични данни - от познати варианти на COVID-19, екипът установи, че техниката е в състояние само частично да предвиди афинитета за свързване на RBD с ACE2.

 

Поради тази причина, учените използват техники от MM-GBSA метода във вид алгоритъм за дълбоко обучение, който да открива дали наличните промени в аминокиселините  подобряват или влошават афинитета на RBD към ACE2. Резултатите от изследваните бази данни показват над 80% точност в определянето на различното действие на аминокиселините.

 

Моделът спомага за определяне силата на свързване на различни и вече наблюдавани варианти на промени в аминокиселините при COVID-19. Въпреки това е важно да се отбележи, че свърването на рецепторно свъзващия домен към ACE2 рецепторите на човешките клетки, не е единствения фактор определящ вирулентността при COVID-19.

 

Източници:

https://www.news-medical.net/news/20210929/Novel-framework-can-predict-changes-that-may-increase-the-infectiousness-of-SARS-CoV-2.aspx

https://www.pnas.org/content/118/42/e2106480118