Pangolino? Pipistrello? un Articolo su Nature fa luce sull’origine del CoV-2

Un articolo uscito negli ultimi giorni su nature mette in luce il percorso dal virus per arrivare a noi

 

E’ oggettivamente difficile trovare un posto dove oggi non si parli per un buon 90% almeno solo di quello e sicuramente ci saremo tutti imbattuti almeno una volta nel famoso discorso: da dove è arrivato?

Kristian G. Andersen si occupa col suo articolo edito su Nature di fare un po’ di ordine.

 

Facciamo quindi un po’ d’ordine, partiamo dai complottisti, che sono sempre frizzantelli e devono sempre farsi ridere dietro…

Complottismi vari ed eventuali:

Partiamo da loro perchè sono sempre freschi, bellissimi e spassosi come un uovo messo nel microonde intero col guscio.

Ovviamente non si sono risparmiate le teorie del complotto sulla provenienza della più grossa bomba socio-economica degli ultimi 10 anni quanto meno. Il più famoso sicuramente è quello incentrato sulla figura del buon Bill Gates, in quanto com’è ben  noto ha bisogno di fare più soldi di quelli che ha già, altrimenti come paga la gente che spala le banconote dalla terrazza di casa sua? Egli infatti sarebbe alla base di una cospirazione volta a creare il vaccino del corona virus e poter così dominare il pianeta. Detto così sembra facile capire la storia, ma in realtà è difficile risalire alla fonte originaria di questo filone complottista, perché i siti in cui convergono Bill Gates, coronavirus, OMS, e Pirbright Institute sono davvero molti. Nel 2015 avrebbe pagato un istituto di ricerca britannico, il Pirbright Institute (di cui effettivamente risulta come sovvenzionatore), per creare il coronavirus, e brevettare anche il vaccino. Il suo scopo? Diffonderlo nel mondo, creare una situazione di panico, e poi dominare la Terra attraverso il vaccino.

Effettivamente il Pirbright Institute stava lavorando ad un ceppo di coronavirus nel 2015, e ha realizzato un vaccino. Che funziona per la bronchite infettiva aviaria, che infetta il pollame, e il delta-coronavirus suino, che infetta i suini. Praticamente, Bill Gates avrebbe speso milioni di dollari per diventare il terrore delle fattorie. Tutto ciò vuol dire che nel mondo svariate equipe di biotecnici e genetisti stanno sventolando ceppi virali per farci cose?

Si e no, diciamo infatti che l’ingegnerizzazione dei virus in senso lato è un’attività piuttosto comune, e buona parte delle terapie avanzate sfrutta in tutto o in parte le potenzialità offerte dai virus. Diciamo che dai virus abbiamo ottenuto molte tecnologie importanti, prime tra tutte la possibilità di retrotrascrivere cDNA a partire da messaggeri estratti, o mezzi come la terapia genica che vede l’uso di virus per trasfettare geni di importanza terapeutica nelle cellule del paziente.

Quindi non è così insolito vedere delle squadre di microbiologi occuparsi di virus e magari vederli metterci le mani.

Questa è solo una delle tante panzane dietrologiche che galleggiano in rete. Forse anche la più rappresentativa, in quanto le altre chiamano in causa i cinesi, gli americani ed i francesi che vogliono male a Di Maio e ovviamente gli alieni. Infatti com’è ben noto gli omini verdi amano fare giri in moto in Toscana e per non avere ressa in giro hanno fatto in modo che ce ne stessimo tutti a casa. (ok questa me la sono inventata ora, ma è comunque più seria della teoria complottara media…).

Pangolini e pipistrelli:

Ok banda, alzi la mano chi fino a tre mesi fa aveva mai sentito parlare del pangolino. E’questo animaletto qui sulla destra per nulla diverso da un sandshrew (non usa terrempesta, ma non garantisco su fossa o graffio). E’ uno dei due principali indagati per il salto di specie del virus insieme al pipistrello.

Dai pipistrelli arrivano infatti delle simpatiche patologie come la rabbia (circa 55k persone ci lasciano la pelle ogni anno), l’ebola e la MERS. Questo ha causato l’immediata attenzione degli esperti sull’amico di batman in quanto nella tutto sommato piccola famiglia dei corona troviamo la SARS e la MERS appunto, che causano una sintomatologia molto simile al nostro coronavirus il covid, ovviamente. Tuttavia non si possono imputare tutte le colpe a al topo volante, infatti. Con la deforestazione, questi animali vengono spesso sloggiati dal loro habitat naturale e si avvicinano ai territori dell’uomo in cerca di cibo all’uomo. I cambiamenti climatici giocano un ruolo simile. Abbatterli, a parte le simpatie che uno può provare o meno per questi animali, non sembra una grande idea. Sembra ottenere l’effetto contrario nel caso dei pipistrelli vampiro: siccome è praticamente impossibile ucciderli tutti, finisce che con meno competizione per il cibo, le colonie si moltiplicano rapidamente. I pipistrelli sono anche una grande risorsa per l’ecologia. Le specie che si nutrono di insetti aiutano a tenerli sotto controllo. Uno studio del 2011 ha stimato che la perdita dei pipistrelli costerebbe agli agricoltori negli Stati Uniti tra 4 e 50 miliardi di dollari.

Questione di genomica e analisi genetiche:

Tutto si basa sulla mutazione delle sequenze per i recettori che permettono alla particella virale di legare le cellule da infettare.

Ci interessiamo quindi delle mutazioni nel legame con i recettori dominio di SARS-CoV-2. Il dominio receptorbinding (RBD) nella proteina spike è la parte più variabile del coronavirus genome1,2 . Sono stati dimostrati essere un sito critico sei aminoacidi RBD  per l’associazione a ACE2 recettori e per determinare l’ingresso di virus simili a SARS-CoV7 . Con sono coordinate basate su SARS-CoV Y442, L472, N479, D480, T487 e Y4911, che corrispondono a L455, F486, Q493, S494, N501 e Y505 in SARS-CoV-27 . Cinque di questi sei residui differiscono tra SARSCoV-2 e SARS-CoV. Sulla base di studi strutturali ed esperimenti biochimici, sembra SARS-CoV-2 abbia un RBD che si lega con alta affinità a ACE2, recettori presenti negli esseri umani, furetti, gatti e altri specie con elevata omologia di recettori . Mentre le analisi sopra suggeriscono che SARS-CoV-2 può legare ACE2 umano con alta affinità, analisi computazionali prevedono che l’interazione non è l’ideale  e quello la sequenza RBD è diversa da quelle mostrato in SARS-CoV per essere ottimale per legame del recettore. Pertanto, l’elevata affinità legame della proteina di picco SARS-CoV-2 per ACE2 umano è molto probabilmente il risultato di selezione naturale su un essere umano o simile all’uomo ACE2 che consente un’altra associazione ottimale soluzione per sorgere. Questa è una prova evidente che SARS-CoV-2 non è il prodotto di manipolazione intenzionale. Giusto per rimarcare il fatto che non è considerabile seria la posizione complottista.

La secondo notevole caratteristica di SARS-CoV-2 è un sito di scissione polibasico (RRAR) all’incrocio di S1 e S2, le due subunità dello spike8. Ciò consente una scissione efficace di furina e altre proteasi e ha un ruolo nel determinare l’infettività virale e l’ospite targettabile . Inoltre, uno dei principali prolina è anche inserito in questo sito in SARS-CoV-2; in tal modo, la sequenza inserita è PRRA. È prevista la svolta creata dal prolino per provocare l’aggiunta di glicani O-linked a S673, T678 e S686, che fiancheggiano il sito di scissione e sono unici per SARS-CoV-2. I siti di scissione Polybasic hanno non è stato osservato nella “discendenza B” correlata betacoronavirus, sebbene altri umani betacoronavirus, incluso HKU1 (lignaggio A), hanno quei siti e predetti O-link glycans13.

Dati il livello di variazione genetica nel picco, è probabile che i SARS-CoV-2-like virus con scissione polibasica parziale o completa vedano questo genere di siti scoperti in altre specie. La conseguenza funzionale riguardo al sito di scissione polibasico in SARS-CoV-2 è sconosciuto e sarà importante determinarne l’impatto sulla trasmissibilità e patogenesi in modelli animali. Gli esperimenti con SARS-CoV hanno dimostrato quell’inserimento di un sito di scissione di furina al La giunzione S1 – S2 migliora la fusione cellula-cellula senza influenzare l’ingresso virale. Inoltre,una scissione efficiente del picco MERS-CoV abilita i coronavirus MERS-like dai pipistrelli infettare le cellule umane. Nell’influenza aviaria,per l’acquisizione della scissione polibasica siti nella proteina emoagglutinina (HA), che svolge una funzione simile a quella della proteina spike di coronavirus, si ha acquisizione di siti di clivaggio polibasico in HA, di inserimento o ricombinazione, converte virus dell’influenza aviaria a bassa patogenicità in forme altamente patogene, ne consegue replicazione e trasmissione rapida in popolazioni di pollo altamente dense e numerose.L’ acquisizione di siti di scissione polibasici da parte di HA è stato anche osservato dopo ripetute sviluppo nella coltura cellulare o attraverso gli animali. La funzione della O-linked con porzione glicanica non è chiara, ma potrebbero creare un “Dominio simile alla mucina” che protegge gli epitopi o residui chiave sul picco SARS-CoV-2 protein. Numerosi virus utilizzano domini simili a quelli delle mucine come scudi glicani coinvolti nell’elusione dell’azione del sistema immunitario da parte del virus. Sebbene previsione della glicosilazione legata all’O è robusta, sono necessari studi sperimentali per determinare se questi siti sono utilizzati in SARS-CoV-2. Sempre torNndo sulle teorie delle origini SARS-CoV-2è come abbiamo già abbondantemente affermato, improbabile che SARS-CoV-2 sia emerso attraverso la manipolazione di laboratorio di a coronavirus simile a SARS-CoV-like. Come descritto prima, l’RBD di SARS-CoV-2 è ottimizzato per l’associazione all’ACE2 umano con una soluzione efficiente diversa da quelle precedentemente previsto. comunque, i dati genetici mostrano inconfutabilmente che SARSCoV-2 non è derivato da nessun virus utilizzato in precedenza. Invece, proponiamo due scenari che possono plausibilmente spiegare l’origine di SARS-CoV-2: 1) attraverso selezione naturale in un ospite animale prima del trasferimento zoonotico in un essere umano; e 2) selezione naturale nell’uomo dopo il trasferimento zoonotico. Discutiamo anche se la selezione durante il passaggio potrebbe avere dato origine a SARS-CoV-2. 

immagine di RBD21

Si è parlato molto in principio dei casi di COVID-19 erano collegati al Mercato di Huanan a Wuhan, è possibile che una fonte animale fosse effettivamente presente in questo luogo. Data la somiglianza di SARSCoV-2 con i coronavirus simili a SARS-CoV2 , è probabile che i pipistrelli fungano da ospiti del serbatoio per il suo progenitore. Sebbene RaTG (Rhinolophus affinis), prelevato da un pipistrello Rhinolophus affinis1 è ~ 96% complessivamente identico a SARS-CoV-2, suo spike diverge nell’RBD, il che suggerisce che potrebbe non legarsi efficacemente all’essere umano  tramite ACE27. Pangolini malesi (Manis javanica) importati illegalmente nella provincia del Guangdong contengono coronavirus simili a SARSCoV-221. Sebbene il virus pipistrello RaTG13 rimane il più vicino a SARS-CoV-2 attraverso significative somiglianze genetiche. Inoltre alcuni coronavirus di pangolino espongono forte somiglianza con SARS-CoV-2 nell’RBD, compresi tutti e sei i residui chiave di RBD21 . Ciò dimostra chiaramente che in SARS-CoV-2 la proteina è ottimizzata  per il legame con l’uomo ACE2  ed è il risultato di una selezione naturale. Né il betacoronavirus del pipistrello né il betacoronavirus del pangolino così campionato hanno siti di scissione polibasici. Sebbene nessun coronavirus animale è stato identificato essere sufficientemente simile per essere classificato come progenitore diretto di SARS-CoV-2, la diversità dei coronavirus nei pipistrelli e altre specie sono state  fortemente sottocampionate e catalogate. Possono verificarsi mutazioni, inserzioni ed eliminazioni vicino alla giunzione S1 – S2 dei coronavirus, che mostrano che il sito di scissione polibasico può sorgere da un naturale processo evolutivo. Per un virus precursore è possibile acquisire entrambi i siti di scissione polibasico e mutazioni nella proteina a spillo adatta per il legame con il recettore umano ACE2. Probabilmente sarebbe stato necessario avere un’alta densità di popolazione animale a monte( banalmente per consentire alla selezione naturale di procedere in modo efficiente) e un gene che codifica ACE2 che è simile alla versione ortologa umano.

È possibile che un progenitore di SARS-CoV-2 saltò dentro a qualche umano, acquisendo le caratteristiche genomiche sopra descritte attraverso l’adattamento durante una trasmissione da uomo a uomo non rilevata. Una volta acquisiti, questi adattamenti sarebbero consentire alla pandemia di decollare e produrre un gruppo di casi sufficientemente ampio da innescare il sistema di sorveglianza che lo ha rilevato. In tutti i genomi SARS-CoV-2 sequenziati finora sono state descritte le caratteristiche genomiche dette prima e sono quindi derivati ​​da un comune antenato che le aveva anch’esso. La presenza nei pangolini di un RBD molto simile a quello di SARS-CoV-2 significa che possiamo inferire anche questo probabilmente era nel virus saltato agli umani. Questo lascia l’inserimento del sito di scissione polibasico durante trasmissione da uomo a uomo che funge un po’ da spia nel farci capire il processo da monte a valle che percorso a preso.

Frequenti stime dei tempi più recenti realizzate con i dati della sequenza corrente determinano la comparsa del virus tra fine novembre 2019 a inizio dicembre e quanto all’antenato comune di SARS-CoV-2 realizzato con i dati della sequenza corrente possiamo considerare una comparsa del virus a fine novembre 2019 a inizio dicembre, compatibile con il primo caso confermato retrospettivamente. Quindi, questo scenario presuppone un certo periodo di trasmissione non riconosciuta in umani tra l’evento zoonotico iniziale e l’acquisizione della scissione polibasica. Potrebbero esserci opportunità sufficienti che questo sia avvenuto ammessa la presenza di molti eventi zoonotici precedenti che ha prodotto brevi catene di trasmissione da uomo a uomo su un esteso periodo. Questa è essenzialmente la situazione per MERS-CoV, per il quale tutti i casi umani sono il risultato di ripetuti salti del virus dai cammelli dromedari, producendo singoli infezioni o brevi catene di trasmissione persona-persona che alla fine si sono risolte, senza adattamento. Gli studi sulle banche di campioni umani potrebbero fornire informazioni sul fatto che tali si è verificata una diffusione più criptica e silente. Diviene tuttavia complesso capire però in queste situazioni, come nel caso della diffusione in Cina di altre forme di CoV, se si tratti della forma 2 con cui abbiamo a che fare o altre.

Quanto alla selezione naturale che si è compiuta lungo il passaggio, la ricerca di base ha verificatovil passaggio di  coronavirus SARS-CoV nella coltura cellulare e / o animale di pipistrelli a modelli simili sono in corso da molti anni nei laboratori in tutto il mondo, e ci sono istanze documentate di fughe di laboratorio di SARS-CoV28. Dobbiamo quindi esaminare la possibilità di un rilascio involontario di laboratorio di SARS-CoV-2. In teoria, è possibile che SARS-CoV-2 abbia acqiusito mutazioni RBD  durante l’adattamento del passaggio nella cellula di cultura, come è stato osservato negli studi di SARS-COV11. La scoperta di coronavirus SARS-CoVlike da pangolino con RBD quasi identici, tuttavia, da una spiegazione solida riguardo come ha acquisito SARS-CoV-2 questi tramite ricombinazione o mutazione. L’acquisizione di entrambi i sito di scissione polisbasicie O-link previsto glycans discute anche contro la cultura scenari. Nuovi siti di scissione polibasici sono stati osservati solo dopo un periodo prolungato passaggio dell’influenza aviaria a bassa patogenicità virus in vitro o in vivo. Inoltre, un’ipotetica generazione di SARS-CoV-2 per coltura cellulare o passaggio animale hanno richiesto l’isolamento preventivo di un progenitore virus con somiglianza genetica molto elevata, che non è stato descritta. Successiva generazione di un sito di scissione polibasico sarebbe  quindi richiesto per il passaggio ripetuto nella cellula da cultura o animali con recettori ACE2 simile a quelli degli umani, ma tale lavoro inoltre non è stato precedentemente descritto. Infine,  è improbabile che abbiano aquisito anche glicani O-linked  a causa del passaggio di coltura cellulare,tali caratteristiche suggeriscono il coinvolgimento di un sistema immunitario dell’ospite.

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