Spike protein (S protein) ili protein “šiljka” je jedan od nekoliko proteina virusa SARS-CoV-2, virusa koji izaziva COVID-19. To je protein preko kojeg ovaj virus ulazi u naše ćelije. Međutim, isto tako, Spike protein je antigen, ono na šta naš imunološki sistem reaguje i počne stvarati antitijela i ćelijski imunitet.

Izgled virusa SARS-CoV-2 – gdje se nalazi Spike protein?

Virus SARS-CoV2 je RNK virus koji se zapravo sastoji od jedne molekule RNK s nekoliko gena i proteina koji štite tu „srž“ virusa i omogućavaju da virus ulazi u ćelije živih bića. Ovaj virus spada u krupu koronavirusa, a to ime su dobili jer određeni proteini “vire” iz envelope koronavirusa i daju im izgled “krune”. Inače, envelopa je lipidni (molekule masti) omotač nekih virusa. Nemaju svi virusu envelopu.

Jedna od prvih stvari u toku ove pandemije koju su naučnici uradili nakon izolacije virusa i utvrđivanja da upravo taj virus izaziva novu bolest, jeste da su deširovali protein koji omogućava virusu SARS-CoV2. Kineski naučnici su u martu 2020. u Nature objavili strukturu Spike proteina vog virusa. Taj protein zovemo „protein šiljka“ ili Spike (S) protein. On se spaja s posebnim receptorima na našim ćelijama (ACE2 receptori), koji inače imaju važnu ulogu u regulaciji normalnih životnih procesa. Zato je protein šiljka ono što naučnici zovu receptor-binding protein (receptor-vezujući protein, RBD). Kada se Spike protein veže s tim receptorima, onda virus može ući u naše stanice. U tome mu pomaže još jedan protein – neuropilin.

Struktura virusa SARS-CoV-2, uočiti Spike protein (protein šiljka) i lipidnu envelopu

Zašto se vakcine zasnivaju na S proteinu? Jer je to antigen

Upravo je Spike protein i glavna meta našeg odbrambenog sistema. Zašto? To je dio virusa s kojim naš oganizam ima najviše kontakta. Na tom proteinu ima više specifičnih mjesta na koja naš imunološki sistem razvija antitijela, čija je uloga da se „zalijepe“ za Spike protein. Tim antitijela onemoguće spajanje S proteina s našim ćelijama.

Stoga je Spike protein i najbolji kandidat za razvoj vakcina. Naučnici se nisu imali vremena “kockati” i pokušavati stvoriti vakcine na osnovu nekog drugog proteina- Spike protein je bio sigurna meta. Sve do sada poznate vakcine protiv COVID-19, one odobrene i one u razvoju se zasnivaju na S proteinu.

Ako na neki način možemo ubaciti u oganizam samo ovaj protein, tad naš imunološki sistem treba početi stvarati antitijela protiv tog stranog proteina, kojeg odbrana organizma „percipira“ kao opasnost. Tu tvar koja pokreće odgovor našeg organizma zovemo antigen. Kao neutralizaciju, naš organizam stvara antitijela, koja svojom strukturom onemogućavaju djelovanje antigena. Također, to vodi i stvaranju ćelijskog imuniteta.

To možemo uraditi na više načina. Recimo, davanjem male količine “ubijenog” – inaktiviranog (ili oslabljenog virusa). Ili davanjem samog proteina kojeg smo proizveli tehnikama rekombinantne tehnologije. Za COVID-19 vakcine to se radi i unošenjem u organizam genetičke instrukcije za stvaranje ovog proteina, preko bezopasnih adenovirusa ili unošenjem RNK sekvence za S protein.

Upravo tako imamo inaktivne vakcine, vakcine koje se zasnivaju na proteinskoj podjedinici, adenovirusne (vektorske) vakcine i iRNK (mRNA) vakcine. Više o različitim dostupnim vakcinama protiv COVID-9 pročitajte ovdje.

Spike protein vakcine

Priredila i napisala: Jelena Kalinić, MA, biolog, naučni novinar.

O nama: Društvo “Nauka i svijet” je osnovano 2017. godine, a bavi se promocijom prirodnih nauka, borbom protiv dezinformacija u sferi nauke, protiv pseudonauke i za bolje obrazovanje u STEM oblasti. Predsjednik je prof. dr. Nenad Tanović.