Cruciaal eiwit van coronavirus in kaart gebracht

Laurien Onderwater

2020-02-20 12:13:02

eiwit spike-eiwit coronavirus

Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd het deel van het coronavirus door te lichten dat aan menselijke cellen hecht. En dat wordt voorzichtig een doorbraak genoemd.

Zoals je in het artikel ‘Wachten op de wondervaccins’ van Ronald Veldhuizen (KIJK 2/2019) kon lezen, is infectieziektes uitbannen op z’n zachtst gezegd een uitdaging. En dat terwijl het principe van vaccinatie vrij simpel is: een vaccin helpt een indringer een specifieke uitsteekseltje – een eiwit – te herkennen. Daarna moet het menselijk lichaam zélf antistoffen aanmaken die de ziekteverwekker opruimen.

Voor het coronavirus lijkt een vaccin echter toekomstmuziek. Toch hebben wetenschappers van de Universiteit van Texas in Austin en het Nationale Gezondheidsinstituut (NIH) een flinke stap in de juiste richting gezet. Ze zijn erin geslaagd het eiwit in kaart te brengen dat aan menselijke cellen hecht en ze infecteert, schrijven ze in vakblad Science.

Lees ook:

Spike-eiwit

We komen steeds meer te weten over het nieuwe coronavirus. Een paar weken geleden spraken wetenschappers nog van het Wuhan-virus, inmiddels is bekend dat hier sprake is van het SARS-CoV-2-virus. Ook zijn er microscopische foto’s geschoten die veel prijsgeven over de structuur van de ziekmaker. Het werk van het Amerikaanse onderzoeksteam gaat nog een stapje verder; het creëerde een 3D-model van een specifiek, en zeer belangrijk eiwit, het zogeheten spike-protein.

Het coronavirus dringt met dit eiwit menselijke cellen binnen door ermee te binden aan hun receptor – een eiwit dat zich op het oppervlak bevindt en als poort fungeert. Als dit gebeurt, versmelt het membraan van het virus met het menselijke celmembraan, waardoor het virale genetische materiaal de cel in kan; de cel is geïnfecteerd.

Het doel van een vaccin is deze binding en samensmelting te voorkomen. Maar om een goed werkend vaccin te ontwikkelen – een proces dat normaal gesproken zo’n tien jaar in beslag neemt – moet je wel weten hoe het spike-eiwit eruitziet.

Elektronenmicroscoop

Begin februari publiceerde een andere onderzoeksgroep het genoom (de complete genetische samenstelling) van het coronavirus in Nature. Het Amerikaanse team borduurt voort op dit werk en heeft de specifieke genen uitgezocht die coderen voor het spike-eiwit. Deze genen werden vervolgens in zoogdiercellen geïnjecteerd die op hun beurt de spike-eiwitten gingen produceren.

De wetenschappers bestudeerden deze moleculen met een cryo-elektronenmicroscoop – een techniek waarvoor drie heren in 2017 de Nobelprijs voor de scheikunde ontvingen. Met de verkregen gegevens, kon een 3D-blauwdruk op atomisch niveau van het eiwit worden gemaakt. Dit alles heeft binnen een maand plaatsgevonden.

spike-eiwit coronavirus
Dit is een 3D-kaart van het spike-eiwit. Het molecuul neemt twee verschillende vormen aan, een voordat het een gastheercel infecteert en een andere tijdens infectie. Hier zie je de structuur van het het eiwit voordat het een cel infecteert. © Jason McLellan/Univ. of Texas at Austin

Vaccin onderweg?

“Dit is erg fascinerend”, zegt microbioloog Florian Krammer, werkzaam in het Mount Sinai-ziekenhuis in New York. “De snelheid waarmee deze structuur is uitgezocht, is geweldig. Hoewel het eiwit enige tijd geleden is geïdentificeerd als het primaire doelwit voor coronavirussen (SARS-CoV, MERS-CoV enz.), geeft dit werk nieuwe inzichten in de specifieke kenmerken van het spike-eiwit van SARS-CoV-2.”

Een team van het NIH gaat nu aan de slag met het spike-eiwit om te onderzoeken hoe antilichamen ertegen worden geproduceerd. Krammer: “De structuur zal heel erg nuttig zijn om de biologie en antigeniciteit (het vermogen om te worden herkend door het immuunsysteem, red.) van het nieuwe virus beter te begrijpen.” En gezien de huidige situatie kan die kennis niet snel genoeg worden verkregen.

Bronnen: Science, University of Texas via EurekAlert!, KIJK 2-2019

Beeld (kwartslag gedraaid): Jason McLellan/University of Texas at Austin

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Nieuws