(Omicron-Immagine Credit Public Domain).
Un team internazionale di scienziati ha determinato i precisi cambiamenti strutturali nella proteina spike della variante omicron. Le loro osservazioni spiegano come il virus sia in grado di eludere gli anticorpi contro le varianti precedenti e rimanga comunque altamente infettivo.
“I risultati forniscono un modello che i ricercatori possono utilizzare per progettare nuove contromisure, siano essi vaccini o terapeutici, contro l’omicron e altre varianti di SARS-CoV-2 che potrebbero emergere”, ha affermato David Veesler, ricercatore presso l’Howard Hughes Medical Institute e Professore associato di biochimica presso la Scuola di Medicina dell’Università di Washington a Seattle. Il ricercatore ha guidato lo sforzo di ricerca con Gyorgy Snell di Vir Biotechnology, Inc. a San Francisco.
I ricercatori hanno riportato le loro scoperte sulla rivista Science.
Matthew McCallum, un borsista post-dottorato nel laboratorio di Veesler, e Nadine Czudnochowski, una scienziata di Vir Biotechnology, sono stati gli autori principali dell’articolo.
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La variante Omicron, identificata per la prima volta nel novembre 2021 in Sud Africa, sta causando un’ondata di infezioni in tutto il mondo. Oltre ad essere altamente infettiva, la variante può eludere gli anticorpi contro le varianti precedenti portando a infezioni rivoluzionarie tra coloro che sono stati vaccinati e coloro che sono stati infettati in precedenza.
Si ritiene che l’infettività del virus sia almeno in parte dovuta al gran numero di mutazioni nelle sequenze di amminoacidi della sua proteina spike. Il virus usa la proteina spike per attaccarsi ed entrare nelle cellule che infetta. La proteina spike di omcron ha 37 mutazioni che la distinguono dai primi isolati SARS-CoV-2 nel 2020.
Precedenti ricerche di Veesler e colleghi hanno dimostrato che gli anticorpi generati dai sei vaccini più comunemente usati e tutti tranne uno degli anticorpi monoclonali attualmente utilizzati per trattare le infezioni, hanno una capacità ridotta o abrogata di neutralizzare l’omicron.
Ma molte delle mutazioni nella variante influenzano la struttura della regione della proteina spike che è responsabile dell’attaccamento e dell’ingresso nelle cellule, una regione chiamata dominio di legame del recettore, e molti si aspettavano che i cambiamenti risultanti nella struttura del dominio di legame del recettore potessero compromettere la capacità della variante di legarsi al suo bersaglio sulle cellule. Questo obiettivo è la proteina chiamata enzima di conversione dell’angiotensina-2 o ACE2. Tuttavia, nel loro studio, Veesler e i suoi colleghi hanno scoperto che i cambiamenti avevano effettivamente aumentato la capacità del dominio di legame del recettore di legarsi a ACE2 di 2,4 volte.
Immagine:modello della proteina spike della variante del coronavirus omicron mostra la posizione di alcune delle sue 37 mutazioni (sfere rosse). Credito immagine: Veesler Lab
Per capire come l’omicron abbia accumulato così tante mutazioni pur mantenendo interazioni efficienti con il recettore ospite ACE2, Veesler e i suoi colleghi hanno utilizzato studi crioelettronici microscopici e cristallografici a raggi X per svelare l’organizzazione 3D della proteina spike dell’omicron. L’approccio ha permesso loro di ottenere una risoluzione di circa 3 angstrom. A questa risoluzione, è stato possibile discernere la forma dei singoli blocchi costitutivi di amminoacidi che costituiscono la proteina spike. I ricercatori hanno anche determinato in che modo i cambiamenti strutturali nella proteina spike hanno influenzato la capacità degli anticorpi efficaci contro le varianti precedenti di legarsi a Omicron.
Usando queste tecniche, gli scienziati rivelano come le mutazioni hanno cambiato il modo in cui la proteina interagisce con gli anticorpi in modo che la capacità di quasi tutti gli anticorpi monoclonali contro di essa sia ridotta, mentre, allo stesso tempo, la capacità del dominio di legame del recettore della punta di legare ACE2 è migliorato. L’effetto complessivo è stato quello di consentire al dominio di legame del recettore di eludere gli anticorpi che lo prendono di mira e di legarsi ad ACE2 ancora più strettamente.
“I risultati dimostrano quale formidabile avversario sia SARS-CoV-2″, afferma Veesler. “Questo virus ha un’incredibile plasticità: può cambiare molto e mantenere comunque tutte le funzioni di cui ha bisogno per infettare e replicarsi”, ha osservato. “Ed è quasi garantito che omicron non sarà l’ultima variante che vedremo. L’obiettivo per il futuro dovrebbe essere quello di concentrarsi e identificare ulteriori regioni sulla proteina spike che non possono essere modificate senza causare la perdita di funzione della proteina. A causa della loro importanza, queste aree tendono a rimanere conservate anche se altre parti della proteina mutano”.
È quindi probabile che tali regioni conservate di proteine virali rimangano invariate in qualsiasi nuova variante che potrebbe emergere. “Queste regioni sarebbero obiettivi ideali per nuovi vaccini e terapie che potrebbero essere efficaci non solo contro nuove varianti, ma anche contro nuovi sarbecovirus, il gruppo di virus che comprende SARS-CoV-2 e SARS-CoV”, ha affermato Veesler.
Fonte: Università di Washington
