O imagine la microscopul electronic de transmisie arată SARS-CoV-2, virusul care provoacă COVID-19, izolat de la un pacient din SUA. Particulele de virus ies de pe suprafața celulelor cultivate în laborator. Vârfurile de pe marginea exterioară a particulelor de virus dau numele coronavirusurilor, asemănătoare unei coroane.NIAID-RML

La sfârșitul anului 2019, primele rapoarte privind o infecție respiratorie necunoscută – în unele cazuri fatală – au apărut din Wuhan, China. Sursa acelei infecții a fost rapid identificată ca fiind un nou coronavirus, înrudit cu cele care au provocat epidemii de sindrom respirator acut sever (SARS) din 2002-2004 și de sindrom respirator din Orientul Mijlociu (MERS) în 2012.

Organizația Mondială a Sănătății a declarat boala rezultată din noul virus, COVID-19, o urgență de sănătate publică de interes internațional. Până la începutul lunii martie 2020, noul coronavirus – numit acum SARS-CoV-2 – a infectat peste 90.000 de persoane din întreaga lume și a ucis cel puțin 3.100.

Ca și alte coronavirusuri, particulele SARS-CoV-2 sunt sferice și au proteine numite țepi care ies de pe suprafața lor. Acești spikes se fixează pe celulele umane, apoi suferă o modificare structurală care permite membranei virale să fuzioneze cu membrana celulară. Genele virale pot intra apoi în celula gazdă pentru a fi copiate, producând mai mulți viruși. Lucrări recente arată că, la fel ca virusul care a provocat epidemia de SARS din 2002, țepușele SARS-CoV-2 se leagă de receptorii de pe suprafața celulelor umane numiți enzima de conversie a angiotensinei 2 (ACE2).

Pentru a contribui la susținerea progreselor rapide ale cercetării, secvența genomului noului coronavirus a fost făcută publică de oamenii de știință din China. O echipă de colaborare care include oameni de știință din laboratorul Dr. Jason McLellan de la Universitatea Texas din Austin și de la NIAID Vaccine Research Center (VRC) a izolat o bucată din genom despre care se prezice că ar codifica pentru proteina sa spike pe baza secvențelor de coronavirusuri înrudite. Echipa a folosit apoi celule cultivate pentru a produce cantități mari de proteină pentru analiză.

Structura la nivel atomic a proteinei SARS-CoV-2 spike protein. Domeniul de legare a receptorului, partea din spike care se leagă de celula gazdă, este colorat în verde. UT Austin, McLellan Lab

Studiul a fost finanțat în parte de Institutul Național de Alergii și Boli Infecțioase (NIAID) al NIH. Rezultatele au fost publicate la 19 februarie 2020, în Science.

Cercetătorii au folosit o tehnică numită microscopie crioelectronică pentru a face fotografii detaliate ale structurii proteinei spike. Aceasta implică înghețarea particulelor de virus și trimiterea unui flux de electroni de înaltă energie prin eșantion pentru a crea zeci de mii de imagini. Aceste imagini sunt apoi combinate pentru a obține o vedere 3D detaliată a virusului.

Cercetătorii au descoperit că spike-ul SARS-CoV-2 avea de 10 până la 20 de ori mai multe șanse de a se lega de ACE2 pe celulele umane decât spike-ul din virusul SARS din 2002. Acest lucru ar putea permite SARS-CoV-2 să se răspândească mai ușor de la o persoană la alta decât virusul anterior.

În ciuda similitudinilor de secvență și structură între vârfurile celor două virusuri, trei anticorpi diferiți împotriva virusului SARS din 2002 nu s-au putut lega cu succes de proteina vârfului SARS-CoV-2. Acest lucru sugerează că potențialele strategii de vaccin și de tratament pe bază de anticorpi vor trebui să fie unice pentru noul virus.

“Sperăm că aceste descoperiri vor ajuta la conceperea de vaccinuri candidate și la dezvoltarea de tratamente pentru COVID-19”, spune Dr. Barney Graham, director adjunct al VRC.

Cercetătorii lucrează în prezent la vaccinuri candidate care să vizeze proteina spike a SARS-CoV-2. Ei speră, de asemenea, să folosească proteina spike pentru a izola anticorpi de la persoanele care s-au recuperat în urma infecției cu noul coronavirus. Dacă sunt produși în cantități mari, acești anticorpi ar putea fi folosiți pentru a trata noile infecții înainte ca un vaccin să fie disponibil. În plus, cercetătorii de la NIH urmăresc și alte abordări pentru tratarea virusului.