Come il coronavirus è passato dai pipistrelli all'uomo

Un nuovo studio condotto dal Pirbright Institute ha identificato i cambiamenti genetici chiave in SARS-CoV-2 - il virus che causa COVID-19 - che potrebbero essere responsabili della transizione dai pipistrelli all'uomo e ha identificato quali animali hanno recettori cellulari che consentono il virus penetra più efficacemente nelle loro cellule.

Gli adattamenti genetici identificati erano simili a quelli prodotti dalla SARS-CoV, che ha causato l'epidemia di SARS nel 2002-2003, quando si è adattata dai pipistrelli per infettare gli esseri umani.

Ciò suggerisce che potrebbe esserci un meccanismo comune mediante il quale una determinata famiglia di virus muta per passare dagli animali all'uomo. La nuova intuizione potrebbe essere utilizzata nella ricerca futura per identificare i virus circolanti negli animali che possono adattarsi alle infezioni negli esseri umani (note come zoonosi) e che rappresentano una potenziale minaccia pandemica.

“Questo studio ha utilizzato una piattaforma sicura e non infettiva per studiare come i cambiamenti dei picchi proteici influenzano l'ingresso del virus nelle cellule di una varietà di fauna selvatica, bestiame e animali domestici. Avremo bisogno di continuare a monitorare da vicino come ulteriori varianti SARS-CoV-2 emergeranno nei prossimi mesi ", ha detto il dottor Stephen Graham del Dipartimento di Patologia dell'Università di Cambridge, che è stato coinvolto nello studio.

Durante l'epidemia di SARS del 2002-2003, gli scienziati sono stati in grado di identificare isolati strettamente correlati sia nei pipistrelli che negli zibetti, in cui si ritiene che il virus si sia adattato per infettare gli esseri umani.

Tuttavia, durante l'attuale epidemia di COVID-19, gli scienziati non conoscono ancora l '"identità" dell'ospite intermedio e non hanno campioni simili da analizzare. Ma hanno la sequenza di un coronavirus di pipistrello correlato chiamato RaTG13, che è simile al 96% al genoma SARS-CoV-2. Il nuovo studio ha confrontato le proteine ​​spike di entrambi i virus e ha trovato diverse importanti differenze.

SARS-CoV-2 e altri coronavirus usano le loro proteine ​​spike per entrare nelle cellule legandosi ai loro recettori di superficie, come ACE2. Come un lucchetto e una chiave, la proteina spike deve avere la forma corretta per abbinare i recettori nella cellula, ma il recettore di ogni animale ha una forma leggermente diversa, il che significa che la proteina spike si lega ad alcuni meglio di altri.

Per verificare se queste differenze tra SARS-CoV-2 e RaTG13 sono coinvolte nell'adattamento di SARS-CoV-2 all'uomo, gli scienziati hanno scambiato queste regioni ed hanno esaminato quanto bene queste proteine ​​risultanti si leghino ai recettori ACE2 umani utilizzando un metodo che non lo fa comportano l'uso di un virus vivo.

I risultati, pubblicati sulla rivista PLOS Biology, hanno mostrato che le spine SARS-CoV-2 contenenti regioni RaTG13 non possono legarsi in modo efficiente ai recettori ACE2 umani, mentre le spine RaTG13 contenenti regioni SARS-CoV-2 possono legarsi in modo più efficiente con i recettori umani, sebbene non a lo stesso livello di quello della proteina spike SARS-CoV-2 non modificata. Ciò indica potenzialmente che storicamente si sono verificati cambiamenti simili nella proteina spike SARS-CoV-2, il che potrebbe aver svolto un ruolo chiave nel consentire al virus di attraversare la barriera delle specie.

I ricercatori hanno anche esaminato se la proteina spike SARS-CoV-2 potesse legarsi ai recettori ACE2 di 22 animali diversi per scoprire quali, se ce ne fossero, potrebbero essere suscettibili alle infezioni.

Hanno dimostrato che i recettori di pipistrelli e uccelli interagiscono più debolmente con SARS-CoV-2. La mancanza di legame ai recettori nei pipistrelli aggiunge peso all'evidenza che SARS-CoV-2 probabilmente ha adattato la sua proteina spike quando è passata dai pipistrelli all'uomo, possibilmente tramite un ospite intermedio.

I recettori ACE2 canino, felino e bovino sono stati identificati come i più potenti per la proteina spike SARS-CoV-2. Una penetrazione cellulare efficiente può significare che l'infezione può essere stabilita più facilmente in questi animali, sebbene il legame del recettore sia solo il primo passo nella trasmissione del virus tra diverse specie animali.

"Come abbiamo visto nelle epidemie dello scorso anno negli allevamenti di visoni danesi, è importante capire quali animali possono essere infettati da SARS-CoV-2 e come le mutazioni nella proteina del picco virale alterano la sua capacità di infettare specie diverse", dicono gli scienziati.

La suscettibilità di un animale alle infezioni e la sua successiva capacità di infettare gli altri dipende da una serie di fattori, tra cui la capacità di SARS-CoV-2 di replicarsi all'interno delle cellule e la capacità dell'animale di combattere il virus. Sono necessarie ulteriori ricerche per capire se il bestiame e gli animali domestici possono essere suscettibili e agire come serbatoi dell'infezione da COVID-19 da parte dell'uomo.