O estudo de TSRI revela a primeira-nunca estrutura da proteína do vírus de Lassa

Antes Que o vírus de Ebola golpeou nunca África Ocidental, os locals estiveram já na vigia para um micróbio patogénico mortal: Vírus de Lassa. Com os milhares que morrem de Lassa cada ano; e o potencial para que o vírus cause mesmo pesquisadores maiores das manifestações é comprometido a projetar uma vacina pará-la.

Agora uma equipe conduzida pelo Cientista Kathryn Hastie e Professor Erica Ollmann Saphire do Pessoal no The Scripps Research Institute (TSRI) resolveu a estrutura da maquinaria viral que o vírus de Lassa se usa para incorporar pilhas humanas. Seu estudo, publicado 2 de junho de 2017 na Ciência do jornal, é o primeiro para mostrar uma parte chave da estrutura viral, chamada a glicoproteína de superfície, para todo o membro da família mortal do arenavírus.

Importante, a estrutura nova fornece um modelo para projectar uma vacina do vírus de Lassa.

“Este era um esforço tenaz; sobre uma década; para conquistar uma ameaça global,” disse o Saphire de Ollmann, autor superior do estudo novo.

A Estrutura do Arenavírus Tinha Sido Considerada Nunca Antes

Esta história começa com um aluno diplomado novo em San Diego e conduz toda a maneira ao Sierra Leone, a um hospital original onde as vítimas da Febre de Lassa cheguem pelos milhares cada ano.

Quando Hastie se juntou ao laboratório do Saphire de Ollmann como um aluno diplomado em 2007, disse seu comitê que quis resolver a estrutura da glicoproteína montada do arenavírus, algo da tese nunca feito antes. “Talvez era minha ingenuidade do aluno diplomado, mas Eu pensei que soou interessante,” disse Hastie.

“O comitê da tese olhou-a e disse-a, “boa sorte!” De “Saphire Ollmann recordado.

Na biologia, resolver uma estrutura significa a determinação de sua forma em 3D. Hastie planeou resolver a estrutura da glicoproteína do vírus de Lassa usando uma técnica chamada o cristalografia do raio X, em que moléculas de proteína alertas dos pesquisadores de um vírus para alinhar e formar um cristal. Quando os raios X batem os elétrons no cristal, criam um teste padrão de difracção que revele a organização do cristal e a estrutura molecular da proteína que a formou. Resolvendo a estrutura da glicoproteína do vírus de Lassa, Hastie esperou criar um mapa do alvo no vírus onde os anticorpos precisam de atacar; uma etapa chave em desenvolver uma vacina.

O cristalografia do Raio X depende de ter uma proteína estável, contudo todo o vírus que de Lassa a glicoproteína quis fazer devia cair distante.

O problema era que as glicoproteína estão compo de subunidades menores. Outros vírus têm as ligações que mantêm as subunidades unidas, “como um grampo,” Hastie disse. Os Arenavírus não têm esse grampo; em lugar de, as subunidades apenas flutuaram longe de se sempre que Hastie tentou trabalhar com elas.

Um Outro desafio era recrear a parte do ciclo de vida viral no laboratório; uma fase quando a glicoproteína de Lassa obtiver grampeada em duas subunidades. “Nós tivemos que figurar para fora como conseguir as subunidades ser grampeado suficientemente e onde pôr o grampo para certificar-se dos ficaram junto,” Hastie disse.

Pacientes da Reunião em África Ocidental

Porque Hastie abordou aqueles desafios de seu banco de laboratório em San Diego, o pessoal no Hospital do Governo de Kenema no Sierra Leone trabalhou nas linhas da frente da luta em curso contra Lassa.

Até a manifestação 2014-15 do vírus de Ebola, Kenema era o único hospital no mundo para ter uma divisão especial dedicada a tratar vírus da febre hemorrágica. Pessoal na clínica; das enfermeiras aos motoristas da ambulância; são todos os sobreviventes de Lassa, que lhes dá a imunidade à doença. Os Cientistas em TSRI têm uma colaboração a longo prazo com Kenema como parte de um programa de investigação executado por Tulane University. “Nós temos uma relação de trabalho excelente com eles,” disse Hastie.

A construção do laboratório no Hospital do Governo de Kenema no Sierra Leone. (Saphire de Erica Ollmann da cortesia da Foto.)

Com este programa, seus colaboradores de Tulane, particularmente grupo de James Robinson, desde que os cientistas de TSRI com os anticorpos dos sobreviventes da Febre de Lassa. Estes anticorpos poderiam neutralizar o vírus e ter sido encontrados para fornecer a protecção salva-vidas aos modelos animais. Estes são os tipos dos anticorpos que os pesquisadores estão esperando induzir com uma vacina futura do vírus de Lassa.

Em 2009, Hastie conseguiu visitar Kenema em uma viagem com Saphire de Ollmann. Conduzindo até o hospital, a equipe viu a lavanderia do pessoal pendurar fora. Interno, cientistas e pessoal eram duro no trabalho tratar pacientes e estudar Lassa.

“Eu tenho trabalhado no projecto por dois anos com sucesso muito pequeno nesse ponto,” Hastie disse. “Ir a África Ocidental mostrou-me como importante era se manter ir.”

Como o vírus de Ebola, a Febre de Lassa começa com gripe-como sintomas e pode conduzir ao vômito debilitante, aos problemas neurológicos e mesmo a hemorrhaging dos olhos, das gomas e do nariz. A doença tem 50 a 70 por cento fatal; e até 90 por cento fatal nas mulheres gravidas.

entre suas horas que estudam amostras no laboratório da clínica, Hastie visitou as vilas próximas, onde encontrou as ecologistas que investigam como os roedores espalharam a doença. Em uma vila, os locals deram à equipe uma cabra como um presente obrigado para que seus esforços lutem a doença.

Hastie e o Saphire de Ollmann encontraram estranho que Lassa golpeia tão muitos povos cada ano sem fazer título da notícia. “Estudar Lassa é criticamente importante. As Centenas de milhares de pessoas são contaminadas com o vírus cada ano, e é a febre hemorrágica viral que vem mais frequentemente aos Estados Unidos e à Europa,” disse o Saphire de Ollmann. De “o estudo Kate necessário para ser feito.”

Sucesso em Resolver a Estrutura

Tomou a diversos mais anos antes que Hastie viu resultados prometedores, mas sua perseverança pagou fora. Criando versões do mutante das partes importantes da molécula, projectou uma versão da glicoproteína da superfície do vírus de Lassa que não caiu distante. Usou então esta glicoproteína modelo como meio um ímã para encontrar dentro as amostras pacientes dos anticorpos - que poderiam ligar com a glicoproteína para neutralizar o vírus.

Enfim, resolveu a estrutura da glicoproteína do vírus de Lassa, limite a um anticorpo de neutralização de um sobrevivente humano.

Um anticorpo de um sobrevivente humano (luz - azul ou turquesa) é mostrado que neutraliza a proteína da superfície do vírus de Lassa. O trabalho mostra como projectar estratégias vacinais para induzir respostas imunes protectoras. (Laboratório do Saphire de Ollmann da cortesia de Imagem.)

Sua estrutura mostrou que a glicoproteína tem duas porções. Comparou a forma a um cone de gelado e a uma colher do gelado. Uma subunidade chamou os formulários GP2 o cone, e a subunidade GP1 senta-se na parte superior. Trabalham junto quando encontram uma pilha de anfitrião. GP1 liga a um receptor da pilha de anfitrião, e GP2 começa o processo da fusão incorporar essa pilha.

A estrutura nova igualmente mostrou uma estrutura longa que pendura fora do lado de GP1-; como um gotejamento do gelado de derretimento que é executado abaixo do cone. Este “gotejamento” mantem as duas subunidades unidas em seu estado da pre-fusão.

Zumbindo dentro mesmo mais perto, Hastie descobriu que três dos pares GP1-GP2 vêm junto como um tripé. Este regime parece ser original ao vírus de Lassa. Outros vírus, tais como a gripe e o VIH, igualmente têm as proteínas de três peças (chamadas trimers) neste local, mas suas subunidades vêm junto formar um pólo, não um tripé.

“Era grande ver exactamente como Lassa era diferente de outros vírus,” disse Hastie, 10 anos após ter começado o projecto. “Era um relevo tremendo finalmente para ter a estrutura.”

Este regime do tripé oferece um trajecto para o projecto vacinal. Os cientistas encontraram que 90 por cento dos anticorpos eficazes em pacientes de Lassa visaram o ponto aonde as três subunidades do GP vieram junto. Estes anticorpos fechados as subunidades junto, impedindo que o vírus alinhe acima para incorporar uma pilha de anfitrião.

Uma vacina futura teria provavelmente a grande oportunidade de êxito se poderia provocar o corpo para produzir anticorpos para visar o mesmo local.

O Saphire de Ollmann não podia ser mais orgulhoso de seus estudante anterior e colaborador velho. Explicou esse Hastie realizou algo original na biologia estrutural. “TSRI tem uma experiência institucional em compreender estruturas virais e anticorpos; e em projetar vacinas,” disse o Saphire de Ollmann. “Este estudo vai mesmo mais adicional. A pesquisa começou a partir do zero com o nativo, selvagem-tipo vírus nos pacientes em uma clínica remota; e foi toda a maneira a desenvolver uma base para o projecto vacinal. E o trabalho foi feito quase inteiramente por uma mulher.”

Mover-se Para A Frente com uma Vacina de Lassa

O passo seguinte é testar uma vacina que alerte o sistema imunitário para visar a glicoproteína de Lassa. “Há um interesse global tremendo,” Ollmann Saphire disse. “Eu penso que o mundo acordou quando viram a escala da manifestação de Ebola.”

Como o director do Consórcio Viral de Immunotherapeutic da Febre Hemorrágica, o Saphire de Ollmann já está coordenando com seus sócios em Tulane e em Kenema para trazer uma vacina aos pacientes.

A Aliança para as Inovações Epidémicas da Prontidão (CEPI), uma colaboração internacional que inclua a Confiança de Wellcome e a Organização Mundial de Saúde porque os sócios têm nomeado recentemente uma vacina para o vírus de Lassa como uma de suas três prioridades superiores. “A comunidade está afiada interessada em fazer uma vacina de Lassa, e nós pensamos que nós temos o melhor molde para fazer isso,” disse o Saphire de Ollmann.

Adicionou que com técnicas de Hastie para resolver estruturas do arenavírus, os pesquisadores podem agora obter um olhar mais atento em outros vírus da febre hemorrágica, que causam a morte, doenças neurológicas e mesmo defeitos congénitos em todo o mundo.

A biologia Estrutural tem aberto recentemente portas novas no projecto vacinal, pesquisadores explicados. Os Esforços para estabilizar a proteína de superfície de HIV-1 e do vírus syncytial respiratório, por exemplo, igualmente estão conduzindo aos imunogénio melhorados que podem ser reconhecidos pelos anticorpos os mais poderosos. O Saphire de Ollmann adicionou que o Departamento de beamlines Energia-Apoiados, tais como 12-2 no Lightsource da Radiação de Synchrotron de Stanford (SSRL), que forneceu o feixe de raio X usado para determinar finalmente a estrutura da glicoproteína do vírus de Lassa, e as elevações recentes do detector são essenciais para avanços em curso na biologia estrutural.

Source: http://www.scripps.edu/news/press/2017/20170531ollmannsaphire.html