Een team van wetenschappers, waaronder onderzoekers van de Universiteit van Californië in San Francisco (UCSF), heeft supercomputersimulaties gebruikt om te onthullen hoe de dominante SARS-CoV-2-stam, bekend als D614G, zich bindt aan menselijke gastheercellen en wordt geneutraliseerd door antilichamen.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, biedt nieuwe inzichten in de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan SARS-CoV-2-infectie en immuniteit, wat zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van vaccins en behandelingen voor COVID-19.

Met behulp van de door de National Science Foundation gefinancierde Frontera-supercomputer in het Texas Advanced Computing Center (TACC) voerden de onderzoekers uitgebreide simulaties uit van de interacties tussen het D614G-spike-eiwit van SARS-CoV-2 en menselijke angiotensine-converting enzyme 2 (ACE2)-receptoren. de belangrijkste toegangspoort voor het virus om menselijke cellen binnen te dringen.

Uit de simulaties bleek dat de D614G-mutatie de bindingsaffiniteit tussen het spike-eiwit en de ACE2-receptoren verbetert, wat de verhoogde infectiviteit van deze stam verklaart. Deze bevinding suggereert dat de D614G-mutatie een cruciale rol speelde in de snelle wereldwijde verspreiding van SARS-CoV-2.

Bovendien lieten de simulaties zien dat de D614G-mutatie de conformatie van het spike-eiwit verandert, waardoor het gevoeliger wordt voor neutralisatie door bepaalde antilichamen. Dit biedt hoop dat bestaande antilichamen en vaccins die zich richten op de oorspronkelijke stam van SARS-CoV-2 nog steeds effectief kunnen zijn tegen de D614G-variant.

De bevindingen van deze studie benadrukken de kracht van supercomputersimulaties bij het begrijpen van de moleculaire mechanismen van virale infecties en immuniteit, en zouden kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van effectieve tegenmaatregelen tegen COVID-19 en toekomstige pandemieën.

“Onze simulaties bieden een gedetailleerd inzicht op moleculair niveau van hoe de D614G-mutatie de interacties tussen SARS-CoV-2 en menselijke cellen beïnvloedt, wat als leidraad zou kunnen dienen voor het ontwerp van vaccins en behandelingen”, zegt onderzoeksleider dr. Jianhan Chen, een postdoctoraal onderzoeker. bij UCSF.