MINIREVIEW: Il viaggio di SARS-CoV-2: dal pipistrello all’uomo, attraverso il pangolino

Analisi della letteratura a cura di: Rocco Stirparo, Giulia Poggi; Revisionato: Valeria Montis, Giulia Poggi

L’epidemia in corso di CoViD-19 è associata a un nuovo Coronavirus, il SARS-CoV-2. Sebbene i pipistrelli (Rhinolophus affinis) siano probabilmente i serbatoi naturali per il SARS-CoV-2, un ospite intermedio sconosciuto potrebbe averne facilitato il trasferimento nell’uomo. I risultati di questi studi suggeriscono che i pangolini malesi (Manis javanica), così come altri animali selvatici, possono essere considerati come possibili fonti di contagio di nuovi Coronavirus, ponendo una questione importante se alcune specie animali debbano essere rimosse dai mercati per prevenire ulteriori trasmissioni zoonotiche.

I Coronavirus sono stati ritrovati in vari membri del regno animale e spesso sono causa di zoonosi, dimostrando di poter essere agenti patogeni umani molto insidiosi [3].

I pipistrelli e i roditori sono la fonte genetica più comune della maggior parte degli Alfa- e Beta-coronavirus, mentre gli uccelli sono principalmente di Gamma- e Delta-coronavirus [3]. La maggior parte dei coronavirus umani attualmente conosciuti [3] e un gran numero di coronavirus correlati alla SARS sono emersi da pipistrelli (Fig. 1) [5]. In effetti, i pipistrelli sono ideali “diffusori di virus”, data la loro longevità, socievolezza e capacità di volare. In questo ospite i coronavirus sono ben adattati, non sono patogeni ma con una grande diversità genetica e il potenziale di infettare l’uomo [3] [4].

Figure 1. Rhinolophus affinis (intermediate horse bat)

Molto probabilmente, SARS-CoV-2 non ha raggiunto gli umani direttamente dai pipistrelli [1] [2] [3]. SARS-CoV e MERS-CoV hanno avuto origine nei pipistrelli che hanno poi rispettivamente infettato zibetti e cammelli prima di venire trasmessi agli umani. È ipotizzabile, quindi, che anche SARS-CoV-2 sia stato inizialmente trasferito dai pipistrelli a un ospite intermedio (Fig. 2).
In effetti, sono state trovate relazioni filogenetiche tra Pangolin-CoV (identificato nei pangolini malesi) [1] [2] 5, e i coronavirus RaTG13 di pipistrello e SARS-CoV-2 umano [1] [5]. I punti salienti di questi studi sono elencati di seguito e descritti in Fig.4.

Figure 2. Coronavirus origin. From Ye et al, Int. J. Biol. Sci., 2020

A) SARS-CoV-2 sembra aver avuto origine da pipistrelli, poiché ha mostrato un’identità del 96,2% alla sequenza genomica di BatCoV RaTG13. Pangolin-CoV ha mostrato un’identità di sequenza genomica elevata con RaTG13 (90,55%) e SARS-CoV-2 (91,02%), sebbene vi sia un’identità maggiore (96,2%) tra SARS-CoV-2 e RaTG13 [1][5].

B) Il Pangolin-CoV potrebbe avere un potenziale patogeno simile al SARS-CoV-2, vista l’alta omologia tra le sequenze del dominio di legame del recettore (RBD), fondamentale per l’infezione e il riconoscimento delle cellule ospiti tramite il recettore ACE2. In particolare, Pangolin-CoV e SARS-CoV-2 possiedono cinque residui amminoacidici chiave identici nel RBD, mentre RaTG13 condivide un solo amminoacido con SARS-CoV-2 [1] [2]. Resta da stabilire se il Pangolin-CoV e RaTG13 siano potenziali agenti infettivi anche per l’uomo.

C) Solo SARS-CoV-2 contiene un potenziale sito di taglio per la furina. Al legame della proteina “Spike” (S) con ACE2, l’enzima furina (una proteasi pleiotropica ospite) taglia nel sito di scissione polibasico S1/S2 (dove S1 e S2 sono le due subunità della proteina Spike), consentendo l’ingresso del virus nella cellula ospite. La presenza di un sito di scissione della furina determina la trasmissibilità e la patogenicità dei virus simili a SARS-CoV [1] e potrebbe spiegare perché SARS-CoV-2 sia così contagioso. Invece, il pangolin-CoV e tutti gli altri SARS-CoV hanno perso il motivo della sequenza di riconoscimento putativo della furina nel sito di scissione S1/S2 [2]. È interessante notare che, oltre a MERS-CoV, siti simili di riconoscimento della furina sono stati presentati anche in alcuni membri di Alpha-, Beta- e Gamma-coronavirus. Ciò solleva la questione se il motivo della furina in SARS-CoV-2 possa essersi originato dalle proteine S esistenti oppure dalla ricombinazione tra Pangolin-CoV o RaTG13 e questi altri coronavirus in un ospite intermedio sconosciuto [1].

Figura 3: Malayan pangolin (Manis javanica)

In conclusione, tali studi dimostrano che molte specie selvatiche rappresentano un serbatoio naturale di CoV e suggeriscono fortemente che la manipolazione di questi animali richiede una notevole cautela. Pertanto, la loro vendita nei mercati dovrebbe essere severamente vietata. Un’ulteriore sorveglianza sulle fonti naturali di CoV nel loro ambiente naturale  è chiaramente necessaria per comprendere il loro ruolo nel rischio di future trasmissioni zoonotiche.

Figura 4: probabile origine del SARS-Cov-2 come suggerito dalle indagini molecolari, genetiche ed evoluzionistiche (da Zang et al., Curr Biol, 2020)

Bibliografia:

[1] Zhang T, Wu Q, Zhang Z. Probable Pangolin Origin of SARS-CoV-2 Associated with the COVID-19 Outbreak. Curr Biol. 2020 Apr 6;30(7):1346-1351.e2.

[2] Lam TT, Shum MH, Zhu HC, Tong YG, Ni XB, Liao YS, Wei W, Cheung WY, Li WJ, Li LF, Leung GM, Holmes EC, Hu YL, Guan Y. Identifying SARS-CoV-2 related coronaviruses in Malayan pangolins. Nature. 2020 Mar 26.

[3] Ye ZW, Yuan S, Yuen KS, Fung SY, Chan CP, Jin DY. Zoonotic origins of human coronaviruses. Int J Biol Sci. 2020 Mar 15;16(10):1686-1697.

[4] Menachery VD, Yount BL Jr, Debbink K, Agnihothram S, Gralinski LE, Plante JA, Graham RL, Scobey T, Ge XY, Donaldson EF, Randell SH, Lanzavecchia A, Marasco WA, Shi ZL, Baric RS. A SARS-like cluster of circulating bat coronaviruses shows potential for human emergence. Nat Med. 2015 Dec;21(12):1508-13.

[5] Zhou P, Yang XL, Wang XG, Hu B, Zhang L, Zhang W, Si HR, Zhu Y, Li B, Huang CL, Chen HD, Chen J, Luo Y, Guo H, Jiang RD, Liu MQ, Chen Y, Shen XR, Wang X, Zheng XS, Zhao K, Chen QJ, Deng F, Liu LL, Yan B, Zhan FX, Wang YY, Xiao GF, Shi ZL. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 2020 Mar;579(7798):270-273.

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Siamo un gruppo di medici, biologi, e ricercatori. Scriviamo in associazione con AIRIcerca in capacità privata (non rappresentiamo le rispettive istituzioni!) nel tentativo di aiutare i medici italiani che stanno affrontando l’epidemia Covid19. Controlliamo costantemente la letteratura scientifica e forniamo brevi riassunti in italiano peer-reviewed (troverete per ogni riassunto il nome di chi lo ha scritto e chi lo ha revisionato). Per agevolare la ricerca delle informazioni, assegnamo delle parole-chiave ad ogni riassunto. Speriamo in questo modo di fornire una versione concisa e in italiano di quanto di nuovo ha da offrire la letteratura scientifica sull’epidemia.

2 Comments on "MINIREVIEW: Il viaggio di SARS-CoV-2: dal pipistrello all’uomo, attraverso il pangolino"

  1. AIRI CLIP | 23 Aprile 2020 at 17:39 |

    Buongiorno Filippo,

    Grazie a te per la segnalazione! Abbiamo apportato la correzione da te indicata.

    AIRI CLIP Team

  2. Grazie per il chiaro articolo sulla possibile origine del SARS_CoV2! Vorrei solo far notare che viene erroneamente nominata la civetta, che è un uccello. Si tratta di un errore di traduzione dall’inglese civet, che indica un mammifero in italiano detto zibetto.
    Grazie ancora
    Filippo Tempia

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