(Omicron-Immagine:struttura atomica della proteina spike variante di Omicron (viola) legata al recettore ACE2 umano (blu). Credito: Dr. Sriram Subramaniam).
I ricercatori dell’UBC sono i primi al mondo a condurre un’analisi strutturale a livello molecolare della proteina spike della variante omicron.I ricercatori dell’UBC sono i primi al mondo a condurre un’analisi strutturale a livello molecolare della proteina spike variante dell’omicron.
L’analisi, eseguita a una risoluzione quasi atomica utilizzando un microscopio crioelettronico, rivela come la variante fortemente mutata Omicron infetti le cellule umane ed è altamente elusiva dell’immunità. I risultati gettano nuova luce sul motivo per cui omicron è altamente trasmissibile e contribuiranno ad accelerare lo sviluppo di trattamenti più efficaci.
Il Dr. Sriram Subramaniam (lui/lui), Professore nel dipartimento di biochimica e biologia molecolare della facoltà di medicina dell’UBC, discute le implicazioni della ricerca del suo team, che è attualmente in fase di revisione paritaria e disponibile come preprint su bioRxiv.
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Cosa ha esaminato con questo studio?
La variante omicron non ha precedenti per avere 37 mutazioni di proteine spike , ovvero da tre a cinque volte più mutazioni rispetto a qualsiasi altra variante che abbiamo visto.
Questo è importante per due ragioni. In primo luogo, perché la proteina spike è utilizzata dal virus per attaccarsi e infettare le cellule umane. In secondo luogo, perché gli anticorpi si attaccano alla proteina spike per neutralizzare il virus. Pertanto, piccole mutazioni sulla proteina spike hanno potenzialmente grandi implicazioni su come viene trasmesso il virus, su come il nostro corpo lo combatte e sull’efficacia dei trattamenti.
Il nostro studio ha utilizzato la microscopia crioelettronica e altri test per comprendere come le mutazioni influiscano sul comportamento della varianteomic rone a livello molecolare.
Cosa rivela la sua analisi?
Vediamo che diverse mutazioni (R493, S496 e R498) creano nuovi ponti salini e legami idrogeno tra la proteina spike e il recettore cellulare umano noto come ACE2. Ciò sembra aumentare l’affinità di legame, ovvero la forza con cui il virus si attacca alle cellule umane, mentre altre mutazioni (K417N) riducono la forza di questo legame.
Nel complesso, i risultati mostrano che omicron ha una maggiore affinità di legame rispetto al virus SARS-CoV-2 originale, con livelli più paragonabili a quelli che vediamo con la variante delta. È notevole che la variante omicron si sia evoluta per mantenere la sua capacità di legarsi alle cellule umane in modo efficiente nonostante mutazioni così estese.
E l’efficacia degli anticorpi?
I nostri esperimenti confermano ciò che stiamo vedendo nel mondo reale: che la proteina spike di omicron è di gran lunga migliore di altre varianti nell’eludere gli anticorpi monoclonali comunemente usati come trattamenti, nonché nell’eludere l’immunità prodotta sia dai vaccini che dalle infezioni naturali.
In particolare, omicron era meno evasiva dell’immunità creata dai vaccini, rispetto all’immunità derivante dall’infezione naturale nei pazienti COVID-19 non vaccinati. Ciò suggerisce che la vaccinazione rimane la nostra migliore difesa contro la variante dell’omicron.
Cosa ci dicono questi cambiamenti a livello molecolare sul comportamento macro della variante omicron?
Entrambe le caratteristiche che vediamo come risultato delle mutazioni della proteina spike – forte legame con le cellule umane e maggiore evasione anticorpale – sono probabilmente fattori che contribuiscono all’aumentata trasmissibilità della variante omicron . Questi sono i meccanismi sottostanti che alimentano la rapida diffusione della variante e il motivo per cui l’omicron potrebbe diventare la variante dominante di SARS-CoV-2 molto rapidamente.
Come trattiamo una variante così efficace nell’eludere l’immunità?
La buona notizia è che conoscere la struttura molecolare della proteina spike ci consentirà di sviluppare trattamenti più efficaci contro l’omicron e le relative varianti in futuro. Comprendere come il virus si attacca e infetta le cellule umane significa che possiamo sviluppare trattamenti che interrompono quel processo e neutralizzano il virus.
Un obiettivo importante per il nostro team è comprendere meglio il legame di anticorpi neutralizzanti e trattamenti che saranno efficaci nell’intera gamma di varianti e come questi possono essere utilizzati per sviluppare trattamenti resistenti alle varianti.
Fonte:bioRxiv
