Структурные данные помогут усовершенствовать вакцину от энцефалита
Российские и китайские ученые проанализировали структуру вирусных частиц в инактивированной вакцине на основе дальневосточного штамма вируса клещевого энцефалита. Методом криоэлектронной микроскопии специалисты получили структуру вириона вируса клещевого энцефалита с околоатомным разрешением 3.8 Å. Достигнутые результаты поспособствуют исследованию и профилактике ряда опасных заболеваний, вызываемых флавивирусами (кроме клещевого энцефалита, к ним относятся вирусы денге, Зика и лихорадки Западного Нила). Исследование опубликовано в журнале Emerging Microbes & Infections, сообщает пресс-служба МГУ имени М. В. Ломоносова.
Клещевой энцефалит (КЭ) представляет собой значительную угрозу здоровью населения в Северной Евразии, поскольку может сильно навредить центральной нервной системе инфицированных. В России эта проблема особенно актуальна в связи с высокой распространенностью заболевания. Ежегодно регистрируются тысячи случаев КЭ, и это число продолжает расти: из-за климатических изменений и развития мобильности больших групп населения начинают расширяться существующие и появляются новые районы эндемичного распространения зараженных клещей. К счастью, как и в случае многих других вирусных заболеваний, вакцинация инактивированным вирусом эффективна в профилактике КЭ.
Российские ученые из ФНЦИРИП им. М. П. Чумакова РАН разработали уникальную методику очистки вакцинного препарата, позволившую провести исследование структуры вируса методом криоэлектронной микроскопии. Затем исследователи впервые показали, что у инактивированных вирионов КЭ (ВКЭ) присутствует выраженная асимметрия как в области мембраны, так и в области нуклеокапсида. Лишь 11% всех частиц на полученных изображениях были симметричными.
Электронная микроскопия вирусных частиц, стрелками указаны нарушения симметричности
Симметрия позволяет значительно увеличить количество данных, используемых для реконструкции. Таким образом, 11% частиц были использованы для получения карты плотности с разрешением 3,8 Å. Это позволило построить атомные модели белков оболочки вириона, включая трансмембранные домены этих белков. Конформации белковых молекул оставались одинаковыми даже при существенном изменении кривизны мембраны.
«Расшифровка структуры флавивирусов имеет решающее значение для повышения эффективности существующих вакцин и разработки новых препаратов. Криоэлектронный микроскоп незаменим для исследования структуры вирусов с околоатомным разрешением», — рассказала профессор биологического факультета МГУ Ольга Соколова.
Структура инактивированного вириона
Электронная микроскопия показала, что антигенная структура вирусной частицы не изменяется при инактивации, что подтверждает целостность и стабильность частиц вакцины против КЭ. Полученные структурные данные будут полезны для рационального конструирования усовершенствованных вакцин.
Текст: пресс-служба МГУ
Moiseenko, A., Zhang, Y., Vorovitch, M. F., Ivanova, A. L., Liu, Z., Osolodkin, D. I., … Sokolova, O. S. (2024). Structural diversity of tick-borne encephalitis virus particles in the inactivated vaccine based on strain Sofjin. Emerging Microbes & Infections, 13(1). https://doi.org/10.1080/22221751.2023.2290833