(SARS-CoV-2-Immagine Credit Public Domain).
All’inizio della pandemia COVID-19, gli scienziati hanno scoperto come SARS-CoV-2 entra nelle cellule per causare l’infezione. Tutti gli attuali vaccini COVID-19 e le terapie a base di anticorpi sono stati progettati per interrompere questo percorso nelle cellule, che richiede un recettore chiamato ACE2.
Ora, i ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno scoperto che una singola mutazione conferisce a SARS-CoV-2 la capacità di entrare nelle cellule attraverso un’altra via, una via che non richiede ACE2. Utilizzare un percorso di ingresso alternativo apre la possibilità per il virus di eludere gli anticorpi o i vaccini COVID-19, ma i ricercatori non hanno trovato prove di tale evasione. Tuttavia, la scoperta mostra che il virus può cambiare in modi inaspettati e trovare nuove strategie per causare l’infezione.
Lo studio è pubblicato il 23 giugno su Cell Reports.
“Questa mutazione si è verificata in un punto che cambia molto man mano che il virus circola nella popolazione umana“, ha affermato il co-autore senior Sebla Kutluay, PhD , assistente Professore di microbiologia molecolare. “Il più delle volte, recettori alternativi e fattori di attaccamento migliorano semplicemente l’ingresso ACE2-dipendente. Ma in questo caso, abbiamo scoperto un modo alternativo per infettare un tipo di cellula chiave – una cellula polmonare umana – e che il virus ha acquisito questa capacità attraverso una mutazione che sappiamo si manifesta nella popolazione. Questo è qualcosa su cui dobbiamo assolutamente saperne di più”.
La scoperta è stata fortuita. L’anno scorso, Kutluay e il co-autore senior M. Ben Major, PhD , Alan A. e Edith L. Wolff Distinguished Professor of Cell Biology & Physiology, hanno pianificato di studiare i cambiamenti molecolari che si verificano all’interno delle cellule infettate da SARS-CoV-2. La maggior parte dei ricercatori studia SARS-CoV-2 nelle cellule renali dei primati perché il virus cresce bene in esse, ma Kutluay e Major hanno ritenuto che fosse importante condurre lo studio nei polmoni o in altre cellule simili a quelle naturalmente infette. Per trovare cellule più rilevanti in grado di far crescere SARS-CoV-2, Kutluay e Major hanno esaminato un pannello di 10 linee cellulari polmonari e testa-collo.
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“L’unica che poteva essere infettata era quella che avevo incluso come controllo negativo”, ha detto Major. “Era una linea cellulare di cancro del polmone umano senza ACE2 rilevabile. Quindi c’è stata una sorpresa pazzesca”. Kutluay, Major e colleghi, compresi i co-primi autori e ricercatori post-dottorato Maritza Puray-Chavez, PhD, e Kyle LaPak, PhD, nonché i coautori Dennis Goldfarb, PhD , assistente Professore di biologia cellulare e fisiologia e di medicina e Steven L. Brody, medico, Dorothy R. e Hubert C. Moog, Professore di malattie polmonari e Professore di radiologia, hanno scoperto che il virus che stavano usando per gli esperimenti presentava una mutazione. Il virus era stato originariamente ottenuto da una persona nello stato di Washington con COVID-19, ma poiché è stato coltivato nel tempo in laboratorio, ha acquisito una mutazione che ha portato a un cambiamento di un singolo amminoacido in posizione 484 nella proteina spike del viru. SARS-CoV-2 utilizza la spike per attaccarsi ad ACE2 e la posizione 484 è un punto caldo per le mutazioni. Una varietà di mutazioni nella stessa posizione è stata trovata in varianti virali di persone e topi e in virus coltivati in laboratorio. Alcune delle mutazioni trovate nei campioni di virus prelevati dalle persone sono identiche a quella che Kutluay e Major hanno trovato nella loro variante.
Credito immagine: Galleria di immagini NIH tramite Wikimedia
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“Questa posizione si sta evolvendo nel tempo all’interno della popolazione umana e in laboratorio”, ha affermato Major. “Dati i nostri dati e quelli di altri, è possibile che il virus sia sotto pressione selettiva per entrare nelle cellule senza usare ACE2. Fa comunque paura pensare alla popolazione mondiale che combatte un virus che sta diversificando i suoi meccanismi con cui può infettare le cellule”.
Per determinare se la capacità di utilizzare un percorso di ingresso alternativo ha permesso al virus di sfuggire agli anticorpi o ai vaccini COVID-19, i ricercatori hanno esaminato pannelli di anticorpi e siero sanguigno con anticorpi di persone che sono state vaccinate per COVID-19 o guarite da COVID-19. C’era qualche variazione, ma in generale, gli anticorpi e i sieri di sangue erano efficaci contro il virus con la mutazione.
Non è ancora chiaro se il percorso alternativo entri in gioco in condizioni reali quando le persone sono infettate da SARS-CoV-2. Prima che i ricercatori possano iniziare a rispondere a questa domanda, devono trovare il recettore alternativo che il virus sta usando per entrare nelle cellule.
“È possibile che il virus utilizzi ACE2 fino a quando non esaurisce le cellule con ACE2, quindi passa a utilizzare questo percorso alternativo”, ha affermato Kutluay. “Questo potrebbe avere rilevanza nel corpo, ma senza conoscere il recettore, non possiamo dire quale sarà la rilevanza”. Major ha aggiunto: “Ecco dove stiamo andando adesso. Se non è ACE2, quale sarà il recettore che il virus utilizzerà per infettare l’ospite attraverso una nuova strategia?”.
