Caratterizzazione Della Glicoproteina ‘Spike’ Di Sars-Cov-2 Nel Processo Di Penetrazione Virale E La Sua Cross-Reattivitá Immunologica Con Sars-Cov

Riassunto e traduzione dell’articolo: X Ou, Y Liu, X Lei, P Li, D Mi, L Ren, L Guo, R Guo, T Chen, J Hu, Z Xiang, Z Mu, X Chen, J Chen, K Hu, Q Jin, J Wang & Z Qian, Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV, Nature Communications

Riassunto e traduzione a cura di: Laura Martin; Revisionato: Alessia Villois

Articolo Originale Pubblicato il 27 Marzo 2020

Dal 2002, i beta coronavirus (CoV) sono stati i protagonisti di tre grandi epidemie: la SARS, la MERS e ora il COVID-19. Tuttavia, ad oggi, si sa ancora molto poco della biologia del SARS-CoV-2. Gli autori X Ou et al. hanno sviluppato un sistema di pseudovirione di SARS-CoV-2 per studiare la biologia di questo virus in condizioni di sicurezza BSL2, focalizzandosi principalmente sul ruolo della proteina S nella penetrazione cellulare. L’articolo presenta inoltre l’esito di alcuni test di neutralizzazione con siero di pazienti SARS e COVID-19, suggerendo che l’immunizzazione sviluppata in pazienti SARS non sia sufficiente a proteggere dal COVID-19 e viceversa.

Scopo:

• Studiare il tropismo cellulare, il recettore virale, la via di penetrazione, e il ‘priming’ da parte della proteasi in SARS-CoV-2, con la speranza di identificare potenziali target farmacologici
• Analizzare la cross-neutralizzazione di SARS-CoV e SARS-CoV-2 utilizzando sieri di pazienti SARS e COVID-19, al fine di ricavare importanti informazioni per lo sviluppo di vaccini.

Metodi: Poiché il virus rientra nella categoria di agenti BSL3, abbiamo sviluppato uno pseudotipo virale per studiare la penetrazione di SARS-CoV-2 in condizioni BSL2.

Risultati: Usando lo pseudotipo sviluppato, abbiamo confermato che:

• il SARS-CoV-2
  • ha come recettore hACE2
  • penetra nelle cellule 293/hACE2 principalmente tramite endocitosi
  • per la penetrazione necessita di PIKfyve, TPC2, e catepsina L
• la sua proteina S
  • è meno stabile di quella del SARS-CoV
  • può indurre la formazione di sincizi in cellule 293/hACE2, indipendententemente dall’attività di proteasi esogene   
    
    
• la neutralizzazione degli pseudovirioni di SARS-CoV-2 S con siero di pazienti guariti dalla SARS è risultata modesta
• il siero dei pazienti guariti da COVID-19 non inibisce la trasduzione degli pseudovironi SARS-CoV S

Discussione: La glicoproteina ‘spike’ (S) gioca un ruolo chiave nel determinare la virulenza, il tropismo e il range di organismi ospiti del virus, ed è anche il target principale per la neutralizzazione anticorpale e la progettazione di vaccini.

Nonostante la proteina S di SARS-CoV-2 e quella di SARS-CoV siano altamente omologhe, gli anticorpi policlonali anti-SARS S1 T62 non si legano bene alla proteina S di SARS-CoV-2 e neutralizzano poco la penetrazione virale.

Utilizzando il siero di pazienti SARS e COVID-19, abbiamo valutato la cross-neutralizzazione di SARS-CoV e SARS-CoV-2, che è risultata solo moderata. Questo suggerisce che i pazienti precedentemente guariti dall’infezione da SARS-CoV potrebbero non essere interamente protetti contro quella da SARS-CoV-2, e viceversa (i.e. i pazienti guariti da COVID-19 potrebbero non essere immuni da SARS).

Conclusioni: Abbiamo caratterizzato la penetrazione di SARS-CoV-2 e dimostrato l’importanza del ruolo della proteina S. Infine, abbiamo scoperto che esiste una attività di cross-neutralizzazione limitata tra il siero convalescente di pazienti SARS e COVID-19.      
Le nostre scoperte suggeriscono potenziali target per lo sviluppo di farmaci e vaccini contro il nuovo beta-CoV del sottogenere B.