Проект «СПАЙК» одержал победу в конкурсе «Фундаментальные проблемы возникновения и распространения коронавирусных эпидемий»

Научный проект профессора Игоря Набиева «Конформационные отличия и особенности гликозилирования S-гликопротеинов коронавирусов как основа создания экспресс-диагностики вирусного заболевания» (СПАЙК) одержал уверенную победу в Конкурсе на лучшие проекты научных исследований по теме «Фундаментальные проблемы возникновения и распространения коронавирусных эпидемий».

Разработка вакцин против бета-коронавируса SARS-CoV-2, возбудителя COVID-19, направлена на основную мишень гуморального иммунного ответа – спайк (S) гликопротеин, который обеспечивает процессы распознавания вирусом клеточного рецептора, слияние мембран и проникновение вируса в клетку. Эти процессы сопровождаются глобальными изменениями конформации S-гликопротеина. S-гликопротеин вируса SARS-CoV-2 отличается специфическим для него гликозилированием (содержанием молекул сахаров). Он включает в себя 66 молекул N-связанных гликанов (полимеров, состоящих из моносахаридных звеньев), играющих важную роль в укладке последовательности белка. Кроме этого, гликаны способствуют уклонению вируса от иммунного ответа, защищая специфические части белка от нейтрализующих антител. С другой стороны, участки поверхности S-гликопротеина с необычно высокой плотностью гликанов могут сыграть роль областей иммунного распознавания для создания вацин, а также быть использованы для специфической детекции и диагностики вируса. Понимание особенностей конформационных переходов и специфики гликозилирования S-гликопротеина может как подсказать способы ингибирования этих конформационных изменений, так и разработать новые методы экспресс-диагностики SARS-CoV-2, основанные на высокочувствительной детекции специфического профиля гликанов, находящихся на его поверхности.

Ранее, автором проекта СПАЙК была впервые продемонстрирована возможность регистрации спектров гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) молекул РНК, ДНК, белков, гликопротеинов, гликанов разной структуры с рекордной чувствительностью, превышающей чувствительность флуоресцентной спектроскопии. Появление в последние годы технологий молекулярного анализа вещества на основе комбинационного рассеяния (КР) света, усиленного острием атомно-силового микроскопа (Tip-Enhanced Raman Spectroscopy, TERS), сделало амбициозную задачу специфичной детекции S-гликопротеина SARS-CoV-2 за секундные интервалы времени, объективной реальностью.

В проекте СПАЙК будут разработаны новый физический метод и физико-химические подходы к детекции и исследованию структуры вирусов, использующие ГКР-спектроскопию и многомерную спектральную TERS-визуализацию. Полученные структурные данные послужат основой создания нового подхода к экспресс-диагностике вирусных заболеваний.

Биологический материал для исследований в рамках проекта СПАЙК предоставляется создателями российской вакцины от коронавируса, отделом природно-очаговых инфекций НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи Минздрава России.

В конкурсе «Фундаментальные проблемы возникновения и распространения коронавирусных эпидемий» приняли участие 559 проектов, конкуренция разворачивалась «на поле с большими баллами»: 8-10 проектов претендовали на один грант. Тем приятнее одержанная в нем победа проекта лаборатории нано-биоинженерии НИЯУ МИФИ.