Eva Biela
Czy po szczepieniu przeciw COVID-19 nasze przeciwciała rozpoznają również jedną z mutacji wirusa SARS-Cov-2, np. taką jak ta zaobserwowana w Wielkiej Brytanii? To zagadnienie tłumaczy dr Eva Biela, doktor nauk biologicznych, farmaceutka i biofizyczka. Autorka podkreśla, że to wersja superuproszczona dla niewtajemniczonych ?
Szczepionki powodują wytworzenie tylko jednego białka – białka kolca wirusa (spike protein). Dlatego mutacje tego białka są dokładnie kontrolowane i badane przez naukowców. Duże nagromadzenie mutacji w tym białku może skutkować osłabieniem, a w końcu również zniesieniem skuteczności szczepionek. Mimo to szczepionki są i będą skuteczne przeciwko wielu wariantom SARS-Cov-2. Postaram się opisać możliwie najprościej dlaczego tak jest.
Kolec wirusa
Białko to bardzo duży twór o określonym kształcie wynikającym z sekwencji budujących je aminokwasów.
To tak, jakby mieć bardzo długi sznurek (1273 sztuki) (1) różnie silnych magentycznych koralików, z których część przyciągnie się mocniej, część słabiej, a inne się odepchną (w przypadku białek nie jest to oddziaływanie magnetyczne, ale raczej połączenie kilku rodzajów oddziaływań, ale efekt jest podobny). Najistotniejsze jest to, że zawsze taka sama kolejność owych koralików zwinie się (w przypadku białek mówimy o fałdowaniu), tworząc taką samą strukturę przestrzenną (w białkach są dodatkowe mechanizmy stabilizujące te struktury, ale niestety brak tu miejsca na opisanie ich).
Niech ta struktura zwiniętych magnetycznych koralików będzie modelem białka kolca wirusa.
Przeciwciała
Przeciwciała to też twory białkowe, a więc również możemy je sobie wyobrazić jako “pofałdowane sznurki magnetycznych koralików”, które rozpoznają określone struktury przestrzenne i ich “koraliki” mogą przyłączyć się do tych struktur, o ile znajdą odpowiednie dopasowanie przestrzenne i zgrają się z ładunkami na ich powierzchni. Organizm człowieka jest w stanie wyprodukować niemal nieograniczoną liczbę różnych przeciwciał, które będą rozpoznawać najróżniejsze układy przestrzenne innych białek, ale jeden rodzaj przeciwciała rozpozna tylko jeden, zawsze taki sam (lub bardzo podobny) układ przestrzenny „koralików” w innym białku.
Połączenie białka z przeciwciałem jest bardzo trwałe i uniemożliwia białku, do którego przyłączyło się przeciwciało, pełnienie jego funkcji. Dodatkowo przeciwciała mają kształt litery “Y”, której górna część odpowiada za rozpoznanie danej struktury, a “nóżka” stanowi sygnał dla komórek odpornościowych i uruchamia złożone mechanizmy, które niszczą strukturę, do której przeciwciała są przyczepione – w tym przypadku wirus, do którego kolca związały się przeciwciała.
Każde białko, w tym białko kolca, przyłącza wiele przeciwciał, w różnych miejscach swojej konstrukcji.
Tak to działa, a za powstanie przeciwciał odpowiada pierwszy (i drugi przy kolejnym szczepieniu) kontakt przeciwciał i komórek układu immunologicznego z białkiem kolca wyprodukowanym na bazie szczepionki.
Mutacja
Teraz wprowadzamy mutację w wirusowym RNA, która wprowadzi zmiany w białku kolca, czyli podmieniamy kilka koralików na inne. Kilka usuwamy, albo coś dodajemy. To będzie nowe białko kolca, które powstało wskutek mutacji wirusa.
Na skutek tych operacji być może pojawi się jakaś zmiana gdzieś w strukturze przestrzennej (choć wiele mutacji w ogóle nie ma na nią wpływu). W wariantach, które są pisywane w gazetach musiało pojawić się coś nowego, co daje wirusowi przewagę i ułatwia mu rozprzestrzenianie się.
Ale zmiana wprowadzona przez mutację nie dotyczy całej struktury kolca. Część przeciwciał, które wiązały się ze starym (teraz zmutowanym) regionem, może nie rozpoznać jego nowej wersji, ale pozostałe regiony w strukturze przestrzennej białka kolca pozostaną niezmienione i wciąż będą rozpoznawane przez inne przeciwciała.
To w zupełności wystarczy, by układ odpornościowy poradził sobie z intruzem.
Tak więc, podsumowując: Na podstawie tego co wiemy, mamy praktycznie pewność, że szczepionki będą nas zabezpieczać tak przed pochodzącą z Wielkiej Brytanii mutacją wirusa SARS-Cov-2, jak i przed wieloma innymi.
Ale ponieważ jest to zagadnienie naukowe, obecnie prowadzone są badania laboratoryjne (2), które dadzą nam sto procent pewności odnośnie interakcji przeciwciał wytworzonych na podstawie szczepionki i zmutowanego wirusa.
1) https://www.nature.com/articles/s41401-020-0485-4
2) https://www.who.int/csr/don/21-december-2020-sars-cov2-variant-united-kingdom/en/