Isolamento di un Coronavirus correlato a SARS-CoV-2 in pangolini malesi

Riassunto e traduzione dell’articolo: Xiao K. et al., Isolation of SARS-CoV-2-related coronavirus from Malayan pangolins, Nature.

Riassunto e traduzione a cura di: Valeria Montis; Revisionato: Giulia Poggi

Articolo Originale Pubblicato il 7 May 2020

Studi indipendenti suggeriscono che il virus responsabile dell’attuale pandemia di CoViD-19 derivi da un processo di ricombinazione genetica tra Coronavirus (CoVs) di pangolini e pipistrelli. Mentre i pipistrelli possono essere considerati come il serbatoio naturale da cui hanno avuto origine i vari Coronavirus umani, i pangolini sembrerebbero gli ospiti intermedi nel caso di SARS-CoV-2. Questi animali, illegalmente contrabbandati tra vari Paesi, potrebbero rappresentare una potenziale minaccia per la salute pubblica, specialmente data la totale mancanza di regolamentazione del commercio di specie selvatiche.

Fase 1: Identificazione e caratterizzazione di Pangolin-CoV

Attraverso RT-PCR con primers specifici per una regione conservata nei β-CoVs, è stato identificato un CoV correlato a SARS (SARSr-CoV) nel tessuto polmonare di 17 pangolini malesi (Manis javanica), su un totale di 25 analizzati.

I pangolini malesi positivi alla PCR hanno anche riportato sintomi clinici e variazioni istologiche tipici di una malattia respiratoria, e 14 dei 17 pangolini infetti sono deceduti. Test ELISA ha confermato che alcuni dei pangolini analizzati avevano contratto, per vie naturali, un virus simile a SARS-CoV-2.

Le particelle virali isolate dai polmoni di 3 dei 14 pangolini malesi deceduti hanno mostrato la tipica morfologia dei Coronavirus. Le sequenze parziali dei geni della proteina Spike (S) e della RNA polimerasi RNA-dipendente (RdRp), amplificate via RT-PCR, hanno mostrato un’identità di sequenza nucleotidica pari a ~84,5% e 92,2% con le corrispondenti sequenze geniche di SAR-CoV-2. I campioni positivi alla RT-PCR sono stati quindi sottoposti a Next Generation Sequencing al fine di ottenere la sequenza genomica completa del virus (29.825 bp). Successivo allineamento delle sequenze del gene S ha confermato la presenza di un solo tipo di Coronavirus nel lotto di campioni analizzati. Questo virus è stato identificato come Pangolin-CoV.

Fase 2. Relazioni filogenetiche con altri CoVs

Analisi genetiche comparative hanno mostrato che Pangolin-CoV è simile a SARS-CoV-2 e altamente simile al Bat-CoV RaTG13, eccetto per il gene S (Fig. 1).

Ulteriori studi di genetica comparativa, focalizzati sul gene che codifica per la proteina S, hanno rivelato che la parte iniziale della sequenza S di Pangolin-CoV è più simile a quella di Bat-CoVs (specificamente, a Bat SARSr-CoV ZXC21 e Bat SARSr-CoV ZC45), mentre il dominio di legame al recettore (RBD, essenziale per l’infezione della cellula ospite) è virtualmente identico a quello di SARS-CoV-2 (Figura 2A del paper originale). Questo suggerisce che si siano verificati eventi di ricombinazione tra questi CoVs.

Analisi delle relazioni evolutive basate sulle intere sequenze genomiche hanno mostrato che Pangolin-CoV si raggruppa con SARS-CoV-2 e Bat-CoV RaTG13. All’interno di questo gruppo, SARS-CoV-2 e Bat-CoV RaTG13 formano una sottoclasse (Figura 2C del paper originale).

In contrasto, un’analisi filogenetica condotta unicamente sul gene S ha mostrato che le porzioni di RBD appartenenti a Pangolin-CoV e SARS-CoV-2 raggruppano assieme. Questi risultati filogenetici apparentemente contraddittori supportano l’ipotesi di una ricombinazione genetica tra i virus in esame (Figura 2B del paper originale).

Fase 3. Simulazioni di legame al recettore ACE2 

L’RBD di SARS-CoV forma un legame ad alta affinità con i recettori ACE2 di umani e zibetti e sembra anche essere in grado di legare i recettori ACE2 dei pangolini. Al contrario, le proteine S di SARS-CoV-2 e Pangolin-CoV riconoscono unicamente i recettori ACE2 di umani e pangolini.

Il Pangolin-CoV identificato in questo studio è geneticamente correlato a SARS-CoV-2. Tuttavia, date le sostanziali differenze riscontrate tra le sequenze genomiche, è improbabile che Pangolin-CoV sia direttamente legato all’epidemia di CoViD-19. Infatti, la sequenza genomica di SARS-CoV-2 mostra maggiori somiglianze con  quella di CoVs dei pipistrelli (cioè con Bat-CoV RaTG13).

In linea con altre ricerche indipendenti effettuate su SARS-CoV-2 (link), questo studio ha fornito ulteriori prove del fatto che i pangolini non sono fonti dirette di zoonosi per SARS-CoV-2. Tuttavia, date le manifestazioni cliniche in seguito a infezione da CoVs, i pangolini rappresentano plausibili ospiti intermedi di SARS-CoV-2.

Sempre più studi supportano l’idea che i pipistrelli rappresentino gli ospiti naturali di SARS-CoV-2, come osservato anche nei casi di SARS-CoV e MERS-CoV. Molto probabilmente un SARSr-CoV proveniente dai pipistrelli è stato soggetto a ricombinazione genetica che gli ha consentito di acquisire la sequenza RBD da un virus correlato a Pangolin-CoV, conferendo al risultante SARS-CoV-2 la capacità di infettare la specie umana.

Pangolini e pipistrelli condividono nicchie ecologiche sovrapposte, il che rende i pangolini degli ospiti intermedi ideali per alcuni SARSr-CoVs che hanno i pipistrelli come serbatoio naturale.

Quindi, un monitoraggio sistematico e a lungo termine di SARSr-CoVs in pipistrelli e in diversi ospiti intermedi come i pangolini e una dura proibizione del traffico illegale di animali selvatici e di carne derivante da selvaggina, risultano essenziali nella protezione di specie a rischio così come nella prevenzione di altre gravi epidemie causate da SARSr-CoVs.

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