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Os vírus SARS-CoV-2 evoluídos ganham uma propagação mais rápida mais alta da infecção da infectividade e da causa

Os vírus acumulam mutações enquanto replicate em pilhas contaminadas. A réplica repetida pode conduzir às tensões virais que mostram a virulência atenuada. Tais tensões podem actuar como vacinas se o vírus atenuado pode produzir a imunidade sem doença séria.

Esta aproximação não é nova. Albert Sabin desenvolveu uma vacina atenuada do poliovírus nos mediados do século XIX que ajudaram a erradicar a poliomielite natural no hemisfério ocidental. As vacinas virais atenuadas para a rubéola, o sarampo, a febre amarela e as outras doenças são amplamente utilizadas.

Pode uma vacina similar ser desenvolvida para COVID-19?

Os pesquisadores na universidade de Alabama em Birmingham publicaram um estudo fundacional para essa possibilidade no jornal da virologia. Fizeram uma pergunta simples: Que mutações predominam quando o vírus SARS-CoV-2 que causa COVID-19 é crescido em gerações sucessivas -; passagens chamadas por virologists -; na cultura do tecido?

Os pesquisadores de UAB encontraram que SARS-CoV-2 os isolados adaptados ràpida como cresceram em passagens repetidas em pilhas de Vero E6, uma tensão de pilhas do rim que fosse de uso geral para a propagação do vírus. Os vírus evoluídos ganharam uma infectividade mais alta, demonstraram uma infecção mais rápida espalhada e fizeram dramàtica chapas maiores em pilhas de Vero. Uma chapa é um fragmento visível da camada da pilha onde as pilhas são destruídas pela multiplicação viral e se liberam.

Para uma das tensões SARS-CoV-2 testadas por pesquisadores de UAB -; uma tensão do estado de Washington que era o primeiro vírus COVID-19 detectou nos Estados Unidos ao princípio de 2020 -; o número médio de partículas infecciosas do vírus liberadas das pilhas era a dobra 100 menos do que o número de partículas infecciosas liberadas após quatro passagens.

Os pesquisadores, conduzidos por Ilya Frolov, Ph.D., professor no departamento de UAB da microbiologia, encontrado que a evolução viral se tornou por dois mecanismos principais. O primeiro era uma inserção de sete ácidos aminados, incluindo dois positivamente - ácidos aminados cobrados, na proteína do ponto do isolado de Washington SARS-CoV-2. O vírus usa suas proteínas do ponto para anexar aos receptors ACE2 nas pilhas, provocando sua entrada na pilha. Assim, a proteína do ponto é uma causa determinante principal da patogénese.

O segundo mecanismo era uma mudança de um ácido aminado do serine à glicina, uma mutação chamada S686G, na proteína do ponto perto de seu local da segmentação. Ambos os mecanismos aumentaram a capacidade do mutante ao ligamento ao sulfato do heparan, que está abundante actual na superfície das pilhas. As duas mudanças igualmente aumentaram o tamanho da chapa e a taxa de propagação da infecção. Que ligar ao sulfato do heparan na membrana celular parece ser o mecanismo do acessório preliminar do vírus antes da interacção alta da afinidade do ponto com o receptor ACE2 celular. Como um teste do significado biológico, soluções de heparina -; um polisacárido relacionado -; inibiu a infectividade dos vírus do mutante que mostram o emperramento aumentado ao sulfato do heparan, quando a heparina não reduziu a infectividade de vírus do não-mutante.

Para testar os efeitos independentes dos dois mecanismos principais, os pesquisadores de UAB clonaram cada mudança no ADN que era uma cópia do genoma do primeiro Wuhan, China, isolado SARS-CoV-2 arranjado em seqüência em janeiro de 2020. As cópias do RNA produzidas destas construções do ADN foram entregadas em pilhas, e as pilhas a seguir produziram o vírus. Os pesquisadores encontraram que cada único mecanismo aumentou o emperramento das construções ao sulfato do heparan, e uma construção do dobro-mutante com ambas as mudanças teve umas taxas de infecção significativamente mais altas do que um ou outro único mutante.

Uma característica importante do mutante dobro é que sua evolução mais adicional em pilhas cultivadas parece ser improvável.”

Ilya Frolov, Ph.D., professor, departamento de UAB da microbiologia

Diz os únicos mutantes de recombinação continuados a acumular várias mutações do segundo-local em umas passagens mais adicionais, quando o mutante dobro que conteve a inserção do ácido aminado e S686G era estável e não adquiria mudanças adicionais.

Intrigantemente, SARS-CoV-2 é um coronavirus do RNA da positivo-costa. Alphaviruses é igualmente vírus do RNA da positivo-costa. Outro mostraram que o chikungunya dos alphaviruses, a encefalite eqüino venezuelana, o rio de Ross e o Sindbis mostraram a evolução rápida similar durante o crescimento na cultura celular, incluindo o tamanho aumentado da chapa, uma interacção mais forte com sulfato do heparan e uma propagação estimulada da infecção.

Importante, estes alphaviruses evoluídos eram geralmente dramàtica menos patogénicos nos ratos e nos seres humanos.

“Como com os mutantes sulfato-obrigatórios do heparan de outros vírus de RNA+, o SARS-CoV-2 evoluído pode igualmente ser atenuado in vivo, particularmente o mutante dobro que demonstra o fenótipo o mais adaptado,” Frolov disse. “Assim, podem igualmente ser usados como base para a revelação de vacinas atenuadas vivas do estábulo para COVID-19.”

Source:
Journal reference:

Shiliaev, N., et al. (2021) Natural isolate and recombinant SARS-CoV-2 rapidly evolve in vitro to higher infectivity through more efficient binding to heparan sulfate and reduced S1/S2 cleavage. Journal of Virology. doi.org/10.1128/JVI.01357-21.