Cluster simile alla SARS di coronavirus di pipistrello circolante, rappresenta una minaccia per emergenza umana

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L’emergere della sindrome respiratoria acuta grave (-CoV) e sindrome respiratoria del Medio Oriente (MERS) -CoV sottolinea la minaccia di eventi di trasmissione tra specie che portano a focolai nell’uomo.

In questo studio del 2015, viene esaminata tale possibilità ovvero il potenziale della per i CoV simili alla SARS che, circolano attualmente nelle popolazioni di pipistrelli a ferro di cavallo cinesi.

Utilizzando il clone infettivo SARS-CoV, gli scienziati hanno generato e caratterizzato un virus chimerico che esprime il picco del coronavirus di pipistrello SHC014 in una spina dorsale SARS-CoV adattata al topo.

I risultati indicano che i virus del gruppo 2b che codificano il picco SHC014 in una spina dorsale di tipo selvaggio possono utilizzare in modo efficiente più ortologi del recettore ACE2, replicarsi efficacemente nelle primarie delle vie aeree umane e ottenere titoli in vitro equivalenti ai ceppi epidemici di SARS-CoV.

Inoltre, esperimenti in vivo dimostrano la replicazione del virus chimerico nel polmone del topo con notevole patogenesi.

La valutazione delle modalità immunoterapiche e profilattiche basate sulla SARS ha rivelato scarsa efficacia; entrambi gli approcci con anticorpi monoclonali e vaccini non sono riusciti a neutralizzare e proteggere dai CoV utilizzando la nuova proteina spike.

È importante sottolineare che, sulla base di questi risultati, abbiamo ridistribuito sinteticamente un virus ricombinante SHC014 a lunghezza intera infettiva e abbiamo dimostrato una solida replicazione virale sia in vitro che in vivo .

Insieme, il lavoro evidenzia un continuo rischio di riemergenza SARS-CoV da virus attualmente circolanti nelle popolazioni di pipistrelli.

La comparsa della sindrome respiratoria acuta grave Il coronavirus (SARS-CoV) ha inaugurato una nuova era nella trasmissione tra le specie di gravi malattie respiratorie 1 , 2 .

Da allora, numerosi ceppi, tra cui l’ A H5N1, , H7N9 e Sindrome respiratoria del Medio Oriente (MERS) CoV, sono emersi da popolazioni di animali che hanno causato malattie e considerevoli 3 .

Mentre le misure di hanno messo a tacere l’ di SARS-CoV 2 , recenti studi di metagenomica hanno identificato sequenze di virus simili a SARS strettamente correlati che circolano nelle popolazioni di pipistrelli cinesi che potrebbero rappresentare una minaccia futura 4 , 5.

Tuttavia, i soli dati di sequenza forniscono informazioni minime per identificare e preparare futuri virus pre-pandemici. Pertanto, per esaminare il potenziale di emergenza dei CoV circolanti, abbiamo creato un virus chimerico che codifica una nuova proteina spike zoonotica nel contesto di una spina dorsale di CoV praticabile.

Questo approccio ha caratterizzato la minaccia rappresentata dal picco di SHC014-CoV nelle cellule primarie delle vie aeree umane, in vivo , nonché l’efficacia delle terapie immunitarie disponibili. Insieme, la strategia traduce i dati metagenomici per aiutare a prevedere e prepararsi per i futuri virus emergenti.

Le sequenze SHC014 e WIV1 rappresentano i parenti più vicini ai ceppi epidemici SARS-CoV ( Fig. 1 a, b ), ma mantengono importanti differenze nei 14 residui che legano l’ACE2 umano, inclusi i cinque critici per l’intervallo ospite: Y442, L472, N479 , T487 e Y491 6 . Nel WIV1, tre di questi residui differiscono dalla SARS-CoV Urbani, ma non ci si aspettava che alterassero il legame.

Questo fatto è confermato da entrambi gli esperimenti di pseudotipizzazione e dalla replicazione in vitro di WIV1-CoV 5 .

Al contrario, sette dei 14 residui di interazione ACE2 in SHC014 sono diversi da SARS-CoV, inclusi tutti e cinque i residui critici.

Questi cambiamenti, associati al fallimento dello pseudotipo, hanno suggerito che il picco SHC014 non è in grado di legare l’ACE2 umano.

Tuttavia, cambiamenti simili erano stati segnalati per trasmettere il legame ACE2 nei ceppi SARS-CoV correlati 6 , 7 e quindi suggerito che per la verifica erano necessari test funzionali.

Pertanto, abbiamo sintetizzato il picco SHC014 nel contesto del backbone SARS-CoV adattato al mouse competente per la replica (SHC014-MA15).

Nonostante le previsioni di entrambi i modelli basati sulla struttura e gli esperimenti di pseudotipo, SHC014-MA15 era praticabile e replicato a titoli elevati nelle cellule Vero.

Simile alla SARS, SHC014-MA15 richiedeva anche una molecola ACE2 funzionale per l’ingresso, ma utilizza ortologi umani, zibetto e pipistrello.

Per testare la capacità del picco SHC014 di mediare l’infezione delle vie aeree umane, abbiamo esaminato le cellule Calu-3 2B4, una linea cellulare epiteliale umana 8 , e abbiamo trovato una solida replica SHC014-MA15 paragonabile alla SARS-CoV Urbani.

Per estendere questi risultati, le colture epiteliali primarie delle vie aeree umane (HAE) sono state infettate e hanno indicato una replicazione robusta di entrambi i virus.

Insieme, i dati confermano la capacità del picco SHC014 di infettare le cellule delle vie aeree umane e sottolineano la minaccia della trasmissione tra specie.

La ricerca in questo manoscritto è stata supportata da sovvenzioni dell’Istituto nazionale di allergia e malattie infettive e dell’Istituto nazionale di invecchiamento del National Institutes of Health e National Natural Science Foundation of China Award 81290341 (ZLS) e 31470260 (XYG).

Le culture epiteliali delle vie aeree umane sono state supportate dal National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease.

Gli autori riconoscono anche MT Ferris, Dipartimento di Genetica, Università della Carolina del Nord per la revisione degli approcci statistici e CT Tseng, Dipartimento di Microbiologia e Immunologia, Università del Texas Medical Branch per la fornitura di cellule Calu3.

Esperimenti con i virus ricombinanti SHC014 a lunghezza intera e chimerici sono stati avviati ed eseguiti, rivisti e approvati per lo studio continuo da NIH.

Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente le opinioni ufficiali del NIH.

Ulteriori approfondimenti in questo sito web della comunità scientifica NCBI.