El estudio de TSRI revela la primera estructura de la proteína del virus de Lassa

Antes De Que el virus de Ebola pulso nunca las Áfricas Occidentales, los locals estaban ya en el puesto de observación para un patógeno mortal: Virus de Lassa. Con los millares muriendo de Lassa cada año; y el potencial para que el virus cause incluso a investigadores más grandes de los brotes está comprometido a diseñar una vacuna para pararla.

Ahora las personas llevadas por el Científico Kathryn Hastie y Profesor Erica Ollmann Saphire del Estado Mayor en el The Scripps Research Institute (TSRI) han resuelto la estructura de la maquinaria viral que el virus de Lassa utiliza para incorporar las células humanas. Su estudio, publicado el 2 de junio de 2017 en la Ciencia del gorrón, es el primer para mostrar un pedazo dominante de la estructura viral, llamado la glicoproteína superficial, para cualquier pieza de la familia mortal del Arenavirus.

Importantemente, la nueva estructura proporciona a una heliografía para diseñar una vacuna del virus de Lassa.

“Esto era un esfuerzo tenaz; durante una década; para conquistar una amenaza global,” dijo el Zafiro de Ollmann, autor mayor del nuevo estudio.

La Estructura del Arenavirus Nunca Había Sido Considerada Antes

Esta historia comienza con un estudiante de tercer ciclo joven en San Diego y lleva hasta el final al Sierra Leone, a un hospital único en donde las víctimas de la fiebre de Lassa llegan por los millares cada año.

Cuando Hastie ensambló el laboratorio del Zafiro de Ollmann como estudiante de tercer ciclo en 2007, ella informó a su comité que ella quiso resolver la estructura de la glicoproteína ensamblada del Arenavirus, algo de la tesis nunca hecho antes. “Era Quizá mi candidez del estudiante de tercer ciclo, pero pensé que sonaba interesante,” dijo a Hastie.

“El comité de la tesis la observaba y dijo, “buena suerte!” “Zafiro de Ollmann recordado.

En biología, resolver una estructura significa la determinación de su dimensión de una variable en 3D. Hastie proyectó resolver la estructura de la glicoproteína del virus de Lassa usando una técnica llamada la cristalografía de la radiografía, en la cual las moléculas de proteína pronto de los investigadores de un virus para alinear y para formar un cristal. Cuando las radiografías golpean los electrones en el cristal, crean un modelo de difracción que revele la organización del cristal y la estructura molecular de la proteína que la formó. Resolviendo la estructura de la glicoproteína del virus de Lassa, Hastie esperaba crear una correspondencia de la meta en el virus donde los anticuerpos necesitan atacar; un paso de progresión dominante en desarrollar una vacuna.

La cristalografía de la Radiografía depende de tener una proteína estable, con todo todo el virus de Lassa que la glicoproteína quiso hacer debía deshacerse.

El problema era que las glicoproteínas están compuestas de subunidades más pequeñas. Otros virus tienen bonos que lleven a cabo las subunidades juntas, “como una grapa,” Hastie dijo. Los Arenavirus no tienen esa grapa; en lugar, las subunidades acaban de conectar lejos de uno a siempre que Hastie intentara trabajar con ellas.

Otro reto era reconstruir la parte del ciclo vital viral en el laboratorio; un escenario cuando la glicoproteína de Lassa consigue fijada en dos subunidades. “Tuvimos que imaginar cómo conseguir las subunidades para ser fijado suficientemente y donde poner la grapa para asegurarse de las tirante juntas,” Hastie dijo.

Pacientes de la Reunión en las Áfricas Occidentales

Pues Hastie abordó esos retos de su banco de trabajo de laboratorio en San Diego, el estado mayor en el Hospital del Gobierno de Kenema en Sierra Leone trabajó en las líneas de frente del combate en curso contra Lassa.

Hasta el brote 2014-15 del virus de Ebola, Kenema era el único hospital en el mundo tener una sala especial dedicada a tratar virus de la fiebre hemorrágica. Estado Mayor en la clínica; de las enfermeras a los programas pilotos de la ambulancia; son todos los sobrevivientes de Lassa, que les da inmunidad a la enfermedad. Los Científicos en TSRI tienen una colaboración a largo plazo con Kenema como parte de un programa de investigación funcionado con por Tulane University. “Tenemos una relación laboral excelente con ellos,” dijo a Hastie.

El edificio del laboratorio en el Hospital del Gobierno de Kenema en Sierra Leone. (Zafiro de Erica Ollmann de la cortesía de la Foto.)

Con este programa, sus colaboradores de Tulane, determinado grupo de James Robinson, con tal que los científicos de TSRI con los anticuerpos de sobrevivientes de la fiebre de Lassa. Estos anticuerpos se habrían podido desactivar el virus y encontrar para proporcionar a la protección salvavidas a los modelos animales. Éstas son las clases de anticuerpos que los investigadores están esperando sacar con una vacuna futura del virus de Lassa.

En 2009, Hastie consiguió visitar Kenema en un viaje con el Zafiro de Ollmann. Impulsando hasta el hospital, las personas vieron la ejecución del lavadero del estado mayor fuera. Interior, los científicos y estado mayor eran duro en el trabajo tratar a pacientes y estudiar Lassa.

“Había estado trabajando en el proyecto por dos años con éxito muy pequeño en ese momento,” Hastie dijo. El “Ir a las Áfricas Occidentales me mostró cómo es importante era guardar el ir.”

Como el virus de Ebola, la fiebre de Lassa comienza con gripe-como síntomas y puede llevar a vomitar debilitante, a problemas neurológicos e incluso a hemorrhaging de los aros, de las gomas y de la nariz. La enfermedad es el 50 a 70 por ciento de fatal; y el hasta 90 por ciento de fatal en mujeres embarazadas.

entre sus horas que estudiaban muestras en el laboratorio de la clínica, Hastie visitó los pueblos próximos, en donde ella encontró a los ecologistas que investigaban cómo los roedores extendieron la enfermedad. En un pueblo, los locals dieron a personas una cabra como regalo de agradecimiento para que sus esfuerzos luchen la enfermedad.

Hastie y el Zafiro de Ollmann encontraron extraño que Lassa pulso a tan mucha gente cada año sin la fabricación de títulos de las noticias. “Estudiar Lassa es crítico importante. Infectan a Cientos de miles de personas con el virus cada año, y es la fiebre hemorrágica viral que lo más frecuentemente viene a los Estados Unidos y a la Europa,” dijo el Zafiro de Ollmann. El “estudio de Kate necesitó ser hecho.”

Éxito en Resolver la Estructura

Tardó a varios más años antes de que Hastie viera resultados prometedores, pero su perseverencia pagó lejos. Creando versiones del mutante de las partes importantes de la molécula, ella dirigió una versión de la glicoproteína de la superficie del virus de Lassa que no se deshizo. Ella entonces utilizó esta glicoproteína modelo como una clase de imán para encontrar las muestras el hospitalizado de los anticuerpos que podrían atar con la glicoproteína para neutralizar el virus.

En la horma, ella resolvió la estructura de la glicoproteína del virus de Lassa, limita a un anticuerpo de neutralización de un sobreviviente humano.

Un anticuerpo de un sobreviviente humano (azul claro o turquesa) se muestra que desactiva la proteína de la superficie del virus de Lassa. El trabajo muestra cómo dirigir estrategias vaccíneas para sacar inmunorespuestas protectoras. (Laboratorio del Zafiro de Ollmann de la cortesía de Imagen.)

Su estructura mostró que la glicoproteína tiene dos porciones. Ella comparó la dimensión de una variable a un cono de helado y a una pala del helado. Una subunidad llamó los formularios GP2 el cono, y la subunidad GP1 se sienta en parte superior. Trabajan juntos cuando encuentran una célula huesped. GP1 ata a un receptor de la célula huesped, y GP2 comienza el proceso de la fusión para incorporar esa célula.

La nueva estructura también mostró una estructura larga que colgaba de la cara de GP1-; como un goteo del helado que funde que se ejecuta abajo del cono. Este “goteo” lleva a cabo las dos subunidades juntas en su estado de la pre-fusión.

Empinadura hacia adentro incluso más cerca, Hastie descubrió que tres de los pares GP1-GP2 vienen juntos como un trípode. Esta ordenación aparece ser única al virus de Lassa. Otros virus, tales como gripe y VIH, también tienen proteínas de tres partes (llamadas los trímeros) en este sitio, pero sus subunidades vienen juntas formar un polo, no un trípode.

“Era grande ver exactamente cómo Lassa era diferente de otros virus,” dijo a Hastie, 10 años después de comenzar el proyecto. “Era una enorme relevación finalmente para tener la estructura.”

Esta ordenación del trípode ofrece un camino para el diseño vaccíneo. Los científicos encontraron que el 90 por ciento de los anticuerpos efectivos en los pacientes de Lassa apuntó la mancha adonde las tres subunidades del GP vinieron juntas. Estos anticuerpos bloquearon las subunidades juntas, evitando que el virus adapte hacia arriba para incorporar una célula huesped.

Una vacuna futura tendría probablemente la oportunidad de éxito más grande si podría accionar el cuerpo para producir los anticuerpos para apuntar el mismo sitio.

El Zafiro de Ollmann no podía ser más orgulloso de su ex-estudiante y colaborador de largo tiempo. Ella explicó ese Hastie logró algo único en biología estructural. “TSRI tiene una experiencia institucional en la comprensión de las estructuras y de los anticuerpos virales; y en el diseño de vacunas,” dijo el Zafiro de Ollmann. “Este estudio va incluso más futuro. La investigación comenzó a partir de cero con el natural, salvaje-tipo virus en pacientes en una clínica alejada; y fue hasta el final a desarrollar una base para el diseño vaccíneo. Y el trabajo fue hecho casi totalmente por una mujer.”

Mudanza Hacia Adelante con una Vacuna de Lassa

El paso de progresión siguiente es probar una vacuna que incite el sistema inmune para apuntar la glicoproteína de Lassa. “Hay un enorme interés global,” Ollmann Saphire dijo. “Pienso que el mundo despertó cuando vieron la escala del brote de Ebola.”

Como director del Consorcio Viral de Immunotherapeutic de la Fiebre Hemorrágica, el Zafiro de Ollmann está coordinando ya con sus socios en Tulane y Kenema para traer una vacuna a los pacientes.

La Coalición para las Innovaciones Epidémicas del Estado De Preparación (CEPI), una colaboración internacional que incluye la Confianza de Wellcome y la Organización Mundial de la Salud pues los socios han nombrado recientemente una vacuna para el virus de Lassa como una de sus tres prioridades superiores. “La comunidad está afilado interesada en la fabricación de una vacuna de Lassa, y pensamos que tenemos el mejor modelo para hacer eso,” dijo el Zafiro de Ollmann.

Ella agregó que con las técnicas de Hastie para resolver las estructuras del Arenavirus, los investigadores pueden ahora conseguir una mirada más atenta en otros virus de la fiebre hemorrágica, que causan muerte, enfermedades neurológicas e incluso defectos de nacimiento en todo el mundo.

La biología Estructural ha abierto recientemente las nuevas puertas en diseño vaccíneo, los investigadores explicados. Los Esfuerzos de estabilizar la proteína superficial de HIV-1 y del virus sincitial respiratorio, por ejemplo, también están llevando a los inmunógenos mejorados que se pueden reconocer por los anticuerpos más potentes. El Zafiro de Ollmann agregó que el Departamento de beamlines Energía-Utilizados, tales como 12-2 en la Fuente Luminosa de la Radiación de Sincrotrón de Stanford (SSRL), que proporcionó al haz de radiografía usado finalmente para determinar la estructura de la glicoproteína del virus de Lassa, y las mejoras recientes del detector son esenciales para los avances en curso en biología estructural.

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