La ricerca individua West Nile Virus Antibody Binding Site

Marzo 24, 2016 Admin Salute 0 0
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"La scienza ancora non comprendere appieno esattamente come anticorpi neutralizzanti funzionano", ha detto Michael Rossmann, il Distinguished Professor Hanley di Scienze Biologiche Università di Purdue of Science. "Questo lavoro ha dimostrato esattamente dove l'anticorpo si lega al virus, e ora abbiamo una teoria per come interagisce con il virus per disarmarlo. Forse stiamo iniziando a capire perché questo anticorpo particolare in grado di inibire l'infettività del virus, che è importante capire se un vaccino sta per essere sviluppato. "

Purdue ha lavorato con i ricercatori della Scuola di Medicina dell'Università di Washington a St. Louis.




West Nile appartiene ad una famiglia di virus conosciuto come flavivirus, che comprende una serie di virus che causano malattie trasmesse dagli insetti pericolosi. L'anticorpo si lega a una proteina chiamata una proteina E, per le proteine ​​della busta, che costituisce guscio esterno del virus. Ci sono 180 copie di proteine ​​E simmetricamente disposte in 60 gruppi di tre, che formano una figura geometrica chiamato un icosaedro, che si compone di sfaccettature triangolari.

I ricercatori, tuttavia, sono rimasti sorpresi di scoprire che questo anticorpo riconosce solo due delle proteine ​​E in ogni set di tre, ha detto Bдrbel Kaufmann, un socio di ricerca post-dottorato che lavora nel laboratorio Rossmann.

"Questo risultato è molto insolito", ha detto. "Se le proteine ​​E sono proprio la stessa cosa, perché non si legano anticorpi per tutte le proteine ​​E? Questo tipo di asimmetria, dove si hanno due proteine ​​leganti e non vincolante, non è stato mai visto prima."

I ricercatori ipotizzano che, anche se chimicamente identico, esistono queste proteine ​​E in ambienti diversi rispetto all'altro e potrebbe, quindi, avere strutture leggermente diverse, ha detto Richard J. Kuhn, professore e capo del Dipartimento di Scienze Biologiche di Purdue.

I risultati sono stati dettagliati in un documento di ricerca che appare la scorsa settimana in Atti della National Academy of Sciences.

I ricercatori sanno che quando il virus infetta una cellula ospite, interagisce con la membrana cellulare in modo che sia inghiottito dalla membrana ed entra nella cellula come "particella intracellulare." I ricercatori della Purdue hanno sviluppato una teoria per il meccanismo che sta dietro l'interazione e testeranno in ulteriori ricerche, Rossmann ha detto.

Una volta che il virus penetra nella cellula ospite, la membrana virale si fonde con una membrana interna nella cella. Questo processo causa la particella virale per svuotare il contenuto all'interno della cellula e conduce alle infezioni.

Per studiare come gli anticorpi e proteine ​​E attribuiscono, Kaufmann prima separato coda del anticorpi dalla sua due afferrare, strutture fingerlike chiamati "frammenti legame antigene."

"Noi non vogliamo gestire l'intera molecola, quindi abbiamo tagliato questi domini legame antigene e poi combinato con il virus, che formano il complesso virus anticorpi", ha detto Kaufmann.

I ricercatori hanno poi utilizzato un microscopio elettronico e un processo chiamato cryoelectron microscopio per scattare foto dettagliate di questo complesso. Poi hanno calcolato un modello tridimensionale in base a queste immagini che mostrano i frammenti allegate alla particella virale legame antigene tesa.

Le proteine ​​E in un segmento triangolare dell'icosaedro non sono tutti posizionati nello stesso modo rispetto all'altro e ai vari "assi" che definiscono l'icosaedro. Questa differenza di posizione sembra essere cruciale nel processo di rilegatura.

L'anticorpo è chiamato un anticorpo monoclonale perché riconosce un solo sito di legame sulla proteina E. Ogni proteina E ha tre "domini", o, segmenti piegati ben definiti. Il terzo dominio è una struttura comunemente visto in molecole che si attaccano alle proteine ​​per eseguire una funzione specifica nelle cellule. Il segmento anticorpi afferrare usato nello studio attribuisce solo al terzo dominio delle proteine ​​E.

"Una delle tre proteine ​​E nel segmento triangolare non riesce a essere riconosciuto dal anticorpo perché il suo terzo dominio folle insieme ad altre proteine ​​E sulla superficie virale", ha detto Kuhn.

I ricercatori della Scuola di Medicina della Washington University hanno dimostrato attraverso esperimenti che l'anticorpo non impedisce al virus di attaccarsi alle cellule umane, quindi è probabile che le opere di anticorpi impedendo il passo di fusione si verifichi.

Purdue ricercatori avevano precedentemente teorizzato che prima i fusibili del virus, la proteina E subisce drammatica riposizionamento strutturale e che gli anticorpi potrebbe inibire tali cambiamenti, prevenire l'infezione.

"Abbiamo un modello per capire come questo processo di inibizione può funzionare", ha detto Rossmann. "Pensiamo che sia probabile che i blocchi di anticorpi i cambiamenti di posizione necessarie per la proteina E prima della fusione, in effetti impediscono al virus di infettare la cellula dal inceppamento del meccanismo."

Dopo l'infezione, sono necessari alcuni giorni ad alcune settimane per l'organismo a produrre gli anticorpi, o abbastanza di loro per respingere le infezioni.

"Se il virus è abbastanza veloce, si diventa malato", ha detto Kuhn. "Ma se sono stati vaccinati, si potrebbe già avere anticorpi sufficienti per prevenire l'infezione, e questo è il motivo per cui questi risultati sono in ultima analisi importanti. Se comprendiamo il meccanismo di neutralizzazione, allora potremmo essere in grado di progettare vaccini più efficaci."

West Nile virus provoca una malattia potenzialmente fatale e ha infettato migliaia di persone negli Stati Uniti nel corso degli ultimi cinque anni, uccidendo più di 700 persone in quel lasso di tempo.

La ricerca è finanziata dal National Institutes of Health. Il lavoro futuro potrebbe concentrarsi sulla conferma del modello teorico per il meccanismo di neutralizzazione del anticorpi.

"Se la nostra teoria è giusta e l'anticorpo blocca vincolante trasformazione della proteina E in modo che la fusione non può aver luogo, quindi dovremmo essere in grado di catturare le fasi intermedie di questo riassetto della proteina E prima della fusione", ha detto Kaufmann.

Il documento è stato scritto da Kaufmann, Purdue elettrone microscopist Paul R. Chipman, Purdue ricercatore associato Wei Zhang, Kuhn e Rossmann, e tre ricercatori della Scuola di Medicina della Washington University di Grant: E. Nybakken, uno studente laureato presso il Dipartimento di Patologia e Immunologia; Michael S. Diamond, un assistente professore nei dipartimenti di Medicina, Microbiologia Molecolare, Patologia e Immunologia; e Daved H. Fremont, professore associato di patologia e immunologia, biochimica e fisica molecolare.

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