Мутировавший коронавирус демонстрирует значительное повышение инфекционности
Вирусный вариант, вызывающий COVID-19, распространяющийся в Соединенных Штатах и Европе, теперь несет более функциональные, связывающиеся с клетками пики.
12 июня 2020 г.
ЮПИТЕР, Флорида - крошечная генетическая мутация в варианте коронавируса 2 SARS, циркулирующая по всей Европе и в Соединенных Штатах, значительно увеличивает способность вируса заражать клетки, показали лабораторные эксперименты, проведенные на Scripps Research.
«Вирусы с этой мутацией были гораздо более заразными, чем те, у которых не было мутаций в системе культивирования клеток, которую мы использовали», - говорит вирусолог Scripps Research Хирюн Чо, доктор философии , старший автор исследования.
Она добавляет, что мутация привела к заметному увеличению числа функциональных пиков на вирусной поверхности. Эти спайки позволяют вирусу связываться и заражать клетки.
«Число - или плотность - функциональных пиков вируса в 4 или 5 раз больше из-за этой мутации», - говорит Чо.
Шипы придают коронавирусу короноподобный вид и позволяют ему фиксироваться на рецепторах клеток-мишеней, называемых ACE2. Мутация, названная D614G, обеспечивает большую гибкость для «позвоночника шипа», объясняет соавтор Майкл Фарзан, доктор философии , сопредседатель исследовательского отдела иммунологии и микробиологии Scripps.
По его словам, более гибкие всплески позволяют вновь созданным вирусным частицам проходить путь от клетки-продуцента к клетке-мишени полностью неповрежденной, с меньшей склонностью к преждевременному развалу.
«Наши данные очень ясны, вирус становится намного более стабильным с мутацией», - говорит Чо.
Было много споров о том, почему вспышки COVID-19 в Италии и Нью-Йорке так быстро охватили системы здравоохранения, в то время как ранние вспышки в таких местах, как Сан-Франциско и штат Вашингтон, оказались более легко управляемыми, по крайней мере на начальном этапе. Это было что-то об этих сообществах и их реакции, или вирус как-то изменился?
Все вирусы приобретают незначительные генетические изменения по мере того, как они размножаются и распространяются. Эти изменения редко влияют на физическую форму или способность соревноваться. Вариант SARS-CoV-2, который циркулировал в самых ранних региональных вспышках, не обладал мутацией D614G, в настоящее время доминирующей в большей части мира.
Но было ли это из-за так называемого «эффекта основателя», когда случайное распространение небольшого числа вариантов на широкую популяцию? Чо и Фарзан полагают, что их биохимические эксперименты решают вопрос.
«По крайней мере, в дюжине научных работ говорилось о преобладании этой мутации», - говорит Фарзан. «Мы просто видим« эффект основателя »? Наши данные прибивают это. Это не эффект основателя ».
Статья Чо и Фарзана озаглавлена « Мутация D614G в белке спайка SARS-CoV-2 уменьшает выделение S1 и повышает инфекционность ». В настоящее время проходит рецензирование, оно публикуется до публикации на препринтном сайте bioRxiv и публикуется рано, на фоне сообщений о его результатах.
Чо и Фарзан отмечают, что их исследование проводилось с использованием безвредных вирусов, разработанных для производства ключевых белков коронавируса. Они отмечают, что для того, чтобы изменения, которые они наблюдали, также повлияли на увеличение трансмиссивности в реальном мире, необходимы дополнительные эпидемиологические исследования.
Обнадеживающе, дуэт обнаружил, что иммунные факторы из сыворотки инфицированных людей одинаково хорошо работают против инженерных вирусов как с мутацией D614G, так и без нее. По словам Чо, это обнадеживающий признак того, что кандидаты на разработку вакцины будут работать против вариантов с этой мутацией или без нее.
Чо и Фарзан изучали коронавирусы в течение почти 20 лет, начиная с первой вспышки атипичной пневмонии, подобного вируса. В 2003 году они первыми обнаружили, что SARS связывается с рецептором ACE2 на клетках. Эксперименты других показали, что вирус SARS-CoV-2 связывает тот же рецептор ACE2.
Но Фарзан и Чо отмечают ключевое структурное различие между белками шипа на первом вирусе атипичной пневмонии и этим новым пандемическим штаммом. В обоих случаях под электронным микроскопом шип имеет форму штатива, а три его сегмента связаны друг с другом в каркасоподобном каркасе. Но SARS-CoV-2 отличается. Его штатив разделен на два отдельных сегмента, S1 и S2.
По словам Фарзана, изначально эта необычная особенность приводила к нестабильным всплескам. Только около четверти из сотен шипов на каждом вирусе SARS-CoV-2 поддерживают структуру, необходимую для успешного заражения клетки-мишени. С мутацией, штатив ломается гораздо реже, что означает, что больше его шипов полностью функциональны, говорит он.
Добавление мутации D614G означает, что аминокислота в этом месте переключается с аспарагиновой кислоты на глицин. Это делает его более гибким, говорит Фарзан. Свидетельство его успеха можно увидеть в последовательных штаммах, которые ученые всего мира вносят в базы данных, включая GenBank, сообщает дуэт. В феврале ни одна из последовательностей, внесенных в базу данных GenBank, не показала мутацию D614G. Но к марту он появился в 1 из 4 образцов. По словам Фарзана, в мае он появился в 70 процентах образцов.
«Со временем он выяснил, как лучше держаться и не разваливаться, пока не понадобится», - говорит Фарзан. «Вирус под давлением отбора сделал себя более стабильным».
Ученые говорят, что до сих пор неизвестно, влияет ли эта небольшая мутация на тяжесть симптомов зараженных людей или на смертность. По словам Чо, в то время как данные ICU из Нью-Йорка и других стран свидетельствуют о преобладании нового варианта D614G, необходимо гораздо больше данных, в идеале при контролируемых исследованиях.
В дополнение к старшим авторам Чо и Фарзан в число авторов входят первые авторы Личжоу Чжан, Коди Джексон и Хуэй Хоу, а также соавторы Амрита Ойха, Эрумби Рангараджан и Тина Изард, все из Scripps Research.
Работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения посредством административного дополнения к RO1 AI129868 для исследования коронавируса.
2165
Новый смертельный Корона вирус (2019-nCoV)
… 
Коронавирус. Главное на утро, 16 июня
за добу виявлено 666 нових випадків
