Resa creativa delle particelle SARS-CoV-2 (non in scala). Credito:Istituto nazionale di allergie e malattie infettive, NIH
Il ceppo virale SARS-CoV-2 originale emerso all'inizio del 2020 è stato in grado di attaccarsi agli zuccheri noti come acidi sialici, presenti sulla superficie delle cellule umane, un'abilità che i ceppi successivi non hanno conservato.
Questo legame è stato trovato utilizzando una combinazione di risonanza magnetica e imaging ad alta risoluzione estremamente preciso, condotto presso il Rosalind Franklin Institute e l'Università di Oxford e pubblicato sulla rivista Science questa settimana.
Questa capacità unica nel ceppo precoce solleva anche la possibilità che questo sia il modo in cui il virus si è trasferito per la prima volta dagli animali all'uomo.
Successive varianti di interesse, come Delta e Omicron, non hanno questa capacità di afferrare l'acido sialico e fare affidamento sui recettori sulle punte della corona per attaccarsi alle proteine chiamate ACE2 sulle cellule umane.
Un team internazionale guidato da scienziati del Rosalind Franklin Institute ha utilizzato la risonanza magnetica e tecniche di imaging complesse per indagare ulteriormente. Utilizzando una tecnica di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) chiamata differenza di trasferimento di saturazione, hanno sviluppato un nuovo metodo di analisi sofisticato per affrontare il problema complesso. Hanno chiamato la tecnica analisi di trasferimento di saturazione universale (uSTA).
Il professor Ben Davis del Rosalind Franklin Institute e dell'Università di Oxford, uno degli autori senior dell'articolo, ha dichiarato:"Due dei misteri in corso della pandemia di coronavirus sono i meccanismi alla base della trasmissione virale e le origini del salto zoonotico.
"Ci sono prove che alcuni virus dell'influenza possono afferrare l'acido sialico sulla superficie delle cellule ospiti umane, e questo è stato osservato nella sindrome respiratoria mediorientale (MERS), che è un coronavirus. Sebbene le varianti di SARS-CoV-2 preoccupanti non lo fossero mostrato questo meccanismo, la nostra ricerca rileva che il ceppo virale emerso all'inizio del 2020 potrebbe utilizzarlo come un modo per entrare nelle cellule umane".
Il meccanismo di legame si trova all'estremità del dominio N-terminale, che è una parte del virus che evolve più rapidamente. Il dominio è stato precedentemente implicato nel legame dell'acido sialico, ma fino a quando il team del Rosalind Franklin Institute non ha applicato l'imaging e l'analisi di precisione ad alta risoluzione, ciò non è stato dimostrato.
Per quanto riguarda il motivo per cui il virus ha scartato la funzione di legame dello zucchero poiché si è evoluto in nuove varianti, il professor Davis ipotizza che potrebbe essere necessario per il salto zoonotico iniziale negli esseri umani dagli animali, ma che possa quindi essere nascosto fino a quando non sarà nuovamente richiesto, in particolare se la caratteristica è ampiamente dannosa per la missione di replicazione e infezione del virus all'interno degli esseri umani.
Il risultato è correlato con le prove della prima ondata in Italia. Il Consorzio italiano di genomica ha riscontrato una correlazione tra la gravità della malattia da COVID-19 e la genetica, poiché i pazienti con una particolare mutazione genetica, che colpisce il tipo di acido sialico sulle cellule, erano sottorappresentati nelle unità di terapia intensiva. Ciò suggeriva che il virus stesse trovando più facile infettare alcuni genotipi rispetto ad altri.
Il professor James Naismith, direttore del Rosalind Franklin Institute, afferma:"Con il nostro imaging ad altissima precisione e il nuovo metodo di analisi possiamo vedere una struttura precedentemente sconosciuta alla fine del picco SARS-CoV-2. La cosa sorprendente è che la nostra scoperta è correlata a ciò che i ricercatori italiani hanno notato nella prima ondata, suggerendo che questo era un ruolo chiave nell'infezione precoce.
"La nuova tecnica può essere utilizzata da altri per far luce su altre strutture virali e rispondere a domande estremamente dettagliate. Questo lavoro è un esempio delle tecnologie uniche per lo sviluppo del Rosalind Franklin Institute". + Esplora ulteriormente
