В начале пандемии многие люди тщательно дезинфицировали поверхности, поскольку лабораторные исследования предсказывали, что SARS-CoV-2 может легко передаваться таким образом.
Теперь исследователи нашли возможное объяснение тому, почему эти прогнозы не оправдались: белки слизи, покрытые сахарами, могут связываться с коронавирусом на поверхностях. Полученные результаты могут также подсказать, почему некоторые люди более уязвимы к COVID-19, чем другие.
Хотя эксперименты показали, что коронавирусы могут сохраняться на поверхностях в течение нескольких дней или недель, теперь очевидно, что вероятность заражения людей гораздо выше, если вирус переносится воздушно-капельным путем. В исследованиях поверхностей обычно использовались вирусы, суспензированные в буферах или ростовых средах, тогда как в реальном мире SARS-CoV-2 попадает в слизь, когда человек кашляет или чихает. Учитывая это, Джессика Крамер и ее коллеги задались вопросом, могут ли компоненты слизи объяснить расхождение между лабораторными прогнозами и реальностью.
Помимо воды, солей, липидов, ДНК и других белков, слизь содержит белки, называемые муцинами, которые сильно модифицированы молекулами сахаров, известных как гликаны. Чтобы инфицировать клетки, белок шипа SARS-CoV-2 связывает молекулы гликанов с сиаловой кислотой на их концах на поверхности клетки. Поэтому исследователи задались вопросом, распознает ли коронавирус также гликаны, содержащие сиаловую кислоту, в муцинах. Если белок шипа уже связан с гликанами в слизи, возможно, он не может связываться с гликанами на клетках, рассуждали они.
В целях безопасности исследователи выбрали для изучения коронавирус человека под названием OC43, который относительно недавно развился из коронавируса коров и вызывает в основном легкие респираторные инфекции. Авторы поместили капли вируса в буферную или ростовую среду, дополненную 0,1-5% муцинов, что соответствует диапазону концентраций муцинов, содержащихся в носовой слизи и слюне, на пластиковую поверхность и дали каплям высохнуть. Затем они регидратировали остатки вируса и измерили его способность заражать клетки. По сравнению с буфером или ростовой средой, растворы, дополненные муцинами, были значительно менее контагиозными. Исследователи также протестировали стальные, стеклянные поверхности и поверхности хирургических масок, получив аналогичные результаты.
Авторы показали, что по мере высыхания капель муцины перемещались к краю и концентрировались там, создавая эффект кофейного кольца, увлекая за собой вирус. Таким образом, муцины и вирусные частицы оказывались близко друг к другу, где они могли легче взаимодействовать. Отсечение гликанов сиаловой кислоты от муцинов с помощью фермента устранило связывание вируса и разрушило защитный эффект гликопротеинов. Поскольку SARS-CoV-2, как и OC43, связывается с гликанами сиаловой кислоты на поверхности клеток, муцины, вероятно, также снижают его инфекционность, подозревают исследователи.
Уровень и типы молекул сахаров на муцинах могут меняться в зависимости от диеты и некоторых заболеваний, что, возможно, объясняет уязвимость некоторых людей к COVID-19, говорят они.
