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Lo studio mostra come il virus SARS-CoV-2 entra nelle celle per causare l'infezione

Presto nella pandemia COVID-19, scienziati identificati come SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19, convince le celle interne a causare l'infezione. Tutti i vaccini correnti COVID-19 ed a terapeutica basata a anticorpo sono stati destinati per interrompere questo itinerario nelle celle, che richiede un ricevitore chiamato ACE2.

Ora, i ricercatori alla scuola di medicina dell'università di Washington a St. Louis hanno trovato che una singola mutazione dà a SARS-CoV-2 la capacità di registrare le celle tramite un altro itinerario - uno che non richiede ACE2. La capacità di usare una via alternativa dell'entrata apre la possibilità di elusione gli anticorpi COVID-19 o dei vaccini, ma i ricercatori non hanno trovato la prova di tale evasione. Tuttavia, la scoperta indica che il virus può cambiare nei modi inattesi e trovare i nuovi modi causare l'infezione. Lo studio è pubblicato il 23 giugno nei rapporti delle cellule.

Questa mutazione si è presentata ad uno dei punti che cambia molto mentre il virus circola nella popolazione umana. Per lo più, i ricevitori alternativi ed i fattori del collegamento migliorano semplicemente l'entrata di ACE2-dependent. Ma in questo caso, abbiamo scoperto un modo alternativo infettare un tipo chiave delle cellule -- una cella umana del polmone -- e che il virus ha acquistato questa abilità via una mutazione che conosciamo sorge nella popolazione. Ciò è qualcosa che definitivamente dobbiamo conoscere più circa.„

Sebla Kutluay, PhD, studia l'autore Co-Senior e l'assistente universitario di microbiologia molecolare, scuola di medicina dell'università di Washington a St. Louis

L'individuazione era serendipitous. L'anno scorso, Kutluay e l'autore M. co-senior Ben Major, PhD, il Alan A. e professore di Edith L. Wolff Distinguished di biologia cellulare & della fisiologia, pianificazione per studiare i cambiamenti molecolari che si presentano dentro le celle hanno infettato con SARS-CoV-2. La maggior parte dei ricercatori studiano SARS-CoV-2 in celle del rene del primate perché il virus si sviluppa bene in loro, ma Kutluay e maggiore hanno ritenuto che fosse importante fare lo studio in polmone o altre celle simili a quelle che fossero infettate naturalmente. Per trovare le celle più pertinenti capaci di coltura del SARS-CoV-2, Kutluay e principale hanno schermato un comitato di 10 linee cellulari del testa-e-collo e del polmone.

“Quello solo che poteva essere infettato era quello che avevo incluso come controllo negativo,„ Major ha detto. “Era una linea cellulare umana del cancro polmonare senza ACE2 rilevabile. In modo che sia un pazzo sorprenda.„

Kutluay, maggiore e colleghi -- compresi i co-primi autori e ricercatori postdottorali Maritza Puray-Chavez, PhD e Kyle LaPak, PhD come pure co-author Dennis Goldfarb, PhD, un assistente universitario di biologia cellulare & fisiologia e di medicina e Steven L. Brody, MD, la Dorothy R. e Hubert C. Moog professore delle malattie polmonari nella medicina e un professore di radiologia -- scoperto che il virus essi stava usando per gli esperimenti aveva preso una mutazione.

Il virus originalmente era stato ottenuto da una persona nello Stato del Washington Con COVID-19, ma mentre si è sviluppato col passare del tempo in laboratorio, aveva acquistato una mutazione che quello piombo ad un cambiamento di singolo amminoacido alla posizione 484 nella proteina della punta del virus. SARS-CoV-2 usa la punta per fissare a ACE2 e la posizione 484 è un'area sensibile per le mutazioni.

Varie mutazioni alla stessa posizione sono state trovate nelle varianti virali dalla gente e dai mouse ed in virus sviluppato in laboratorio. Alcune delle mutazioni trovate nei campioni del virus prelevati dalla gente sono identiche all'un Kutluay e maggiore ha trovato nella loro variante. Le alfa e beta varianti di preoccupazione hanno mutazioni alla posizione 484, sebbene quelle mutazioni siano differenti.

“Questa posizione sta evolvendosi col passare del tempo all'interno della popolazione umana ed in laboratorio,„ Major ha detto. “Dato i nostri dati e quelli di altri, è possibile che il virus sia sotto pressione selettiva entrare nelle celle senza usando ACE2. In tanti modi, è spaventoso pensare alla popolazione del mondo che combatte un virus che sta differenziando i meccanismi da cui può infettare le celle.„

Per determinare se la capacità di usare una via alternativa dell'entrata ha permesso che il virus sfuggisse agli anticorpi COVID-19 o ai vaccini, i ricercatori hanno schermato i comitati degli anticorpi e del siero di sangue con gli anticorpi dalla gente che è stata vaccinata per COVID-19 o è stata recuperata dall'infezione COVID-19. C'era una certa variazione, ma generalmente gli anticorpi ed i sieri di sangue erano efficaci contro il virus con la mutazione.

Non è ancora chiaro se la via alternativa entra in gioco nelle circostanze nell'ambiente quando la gente è infettata con SARS-CoV-2. Prima che i ricercatori possano cominciare a rivolgere quella domanda, devono trovare il ricevitore alternativo che il virus sta usando per entrare nelle celle.

“È possibile che il virus usi ACE2 finché non esaurisca le celle con ACE2 e poi cambia a usando questa via alternativa,„ Kutluay ha detto. “Questo potrebbe avere pertinenza nell'organismo, ma senza conoscere il ricevitore, non possiamo dire che cosa la pertinenza sta andando essere.„

Maggiore ha aggiunto, “che è dove stiamo andando ora. Che cosa è il ricevitore? Se non è ACE2, che cosa è?„

Source:
Journal reference:

Puray-Chavez, M., at al. (2021) Systematic analysis of SARS-CoV-2 infection of an ACE2-negative human airway cell. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109364.