Para peneliti di seluruh dunia berlomba untuk mengembangkan vaksin dan obat-obatan potensial untuk melawan virus corona baru, yang disebut SARS-Cov-2. Sekarang, sekelompok peneliti telah menemukan struktur molekul protein utama yang digunakan virus korona untuk menyerang sel manusia, berpotensi membuka pintu bagi pengembangan vaksin, menurut temuan baru.
Penelitian sebelumnya mengungkapkan bahwa coronavirus menyerang sel melalui apa yang disebut protein "spike", tetapi protein itu mengambil bentuk berbeda pada coronavirus yang berbeda. Mencari tahu bentuk protein lonjakan di SARS-Cov-2 adalah kunci untuk mencari tahu bagaimana menargetkan virus, kata Jason McLellan, penulis senior studi ini dan seorang profesor di bidang biosains molekuler di University of Texas di Austin.
Semua tentang COVID-19
-Lihat pembaruan langsung pada coronavirus baru
-Seberapa mematikan COVID-19?
-Bagaimana coronavirus baru dibandingkan dengan flu?
-Mengapa anak-anak 'hilang' karena wabah coronavirus?
Meskipun coronavirus menggunakan banyak protein berbeda untuk mereplikasi dan menyerang sel, protein spike adalah protein permukaan utama yang digunakannya untuk berikatan dengan reseptor - protein lain yang bertindak seperti pintu masuk ke dalam sel manusia. Setelah protein lonjakan berikatan dengan reseptor sel manusia, membran virus bergabung dengan membran sel manusia, memungkinkan genom virus memasuki sel manusia dan mulai infeksi. Jadi "jika Anda dapat mencegah keterikatan dan fusi, Anda akan mencegah masuk," kata McLellan kepada Live Science. Tetapi untuk menargetkan protein ini, Anda perlu tahu seperti apa bentuknya.
Awal bulan ini, para peneliti menerbitkan genom SARS-Cov-2. Menggunakan genom itu, McLellan dan timnya, bekerja sama dengan National Institutes of Health (NIH), mengidentifikasi gen spesifik yang mengkode protein lonjakan. Mereka kemudian mengirim informasi gen ke perusahaan yang menciptakan gen dan mengirimnya kembali. Kelompok itu kemudian menyuntikkan gen-gen itu ke dalam sel mamalia di piring laboratorium dan sel-sel itu menghasilkan protein lonjakan.
Selanjutnya, dengan menggunakan teknik mikroskop yang sangat terperinci yang disebut mikroskop elektron kriogenik, kelompok itu membuat "peta" 3D, atau "cetak biru," protein lonjakan. Cetak biru mengungkapkan struktur molekul, memetakan lokasi masing-masing atom di ruang angkasa.
"Sangat mengesankan bahwa para peneliti ini bisa mendapatkan struktur begitu cepat," kata Aubree Gordon, seorang profesor epidemiologi di University of Michigan yang bukan bagian dari penelitian. "Ini adalah langkah maju yang sangat penting dan dapat membantu dalam pengembangan vaksin melawan SARS-COV-2."
Stephen Morse, seorang profesor di Sekolah Kesehatan Masyarakat Mailman Universitas Columbia yang juga bukan bagian dari penelitian setuju. Protein lonjakan "akan menjadi pilihan yang mungkin untuk pengembangan antigen vaksin yang cepat" dan perawatan, katanya kepada Live Science dalam email. Mengetahui struktur akan "sangat membantu dalam mengembangkan vaksin dan antibodi dengan aktivitas yang baik," karena akan menghasilkan jumlah protein yang lebih tinggi, tambahnya.
Tim ini mengirimkan "koordinat" atom ini ke puluhan kelompok penelitian di seluruh dunia yang bekerja untuk mengembangkan vaksin dan obat-obatan untuk menargetkan SARS-CoV-2. Sementara itu, McLellan dan timnya berharap untuk menggunakan peta protein lonjakan sebagai dasar vaksin.
Ketika penjajah asing, seperti bakteri atau virus, menyerang tubuh, sel-sel kekebalan melawan dengan memproduksi protein yang disebut antibodi. Antibodi ini mengikat struktur spesifik pada penyerbu asing, yang disebut antigen. Tetapi memproduksi antibodi bisa memakan waktu. Vaksin adalah antigen mati atau dilemahkan yang melatih sistem kekebalan untuk membuat antibodi ini sebelum tubuh terpapar virus.
Secara teori, protein lonjakan itu sendiri "bisa berupa vaksin atau varian vaksin," kata McLellan. Ketika Anda menyuntikkan vaksin berbasis protein lonjakan ini, "manusia akan membuat antibodi terhadap lonjakan, dan kemudian jika mereka pernah terkena virus hidup," tubuh akan disiapkan, tambahnya. Berdasarkan penelitian sebelumnya yang mereka lakukan pada coronavirus lain, para peneliti memperkenalkan mutasi, atau perubahan untuk menciptakan molekul yang lebih stabil.
Memang, "molekulnya terlihat sangat bagus; berperilaku sangat baik; strukturnya menunjukkan bahwa molekulnya stabil dalam konfirmasi yang benar yang kami harapkan," kata McLellan. "Jadi sekarang kita dan orang lain akan menggunakan molekul yang kita buat sebagai dasar untuk antigen vaksin." Rekan mereka di NIH sekarang akan menyuntikkan protein lonjakan ini ke hewan untuk melihat seberapa baik protein memicu produksi antibodi.
Meski begitu, McLellan berpendapat vaksin kemungkinan sekitar 18 hingga 24 bulan lagi. Itu "masih cukup cepat dibandingkan dengan pengembangan vaksin normal, yang mungkin memakan waktu 10 tahun," katanya.
Temuan ini dipublikasikan hari ini (19 Februari) di jurnal Science.
