Исследование выявило генетические изменения, позволившие SARS-CoV-2 перейти от летучих мышей к людям

Новое исследование под руководством Института Пирбрайта с участием Кембриджского университета определило ключевые генетические изменения в SARS-CoV-2, которые могут быть ответственны за переход вируса от летучих мышей к людям. Также установлено, у каких животных есть клеточные рецепторы, позволяющие вирусу наиболее эффективно проникать в их клетки.

Выявленные генетические адаптации оказались схожи с теми, что совершил SARS-CoV (возбудитель эпидемии 2002–2003 гг.) при адаптации от летучих мышей к человеку. Это говорит о возможном общем механизме мутаций в этом семействе вирусов для перехода от животных к людям. Такое понимание можно использовать для выявления вирусов, циркулирующих среди животных, которые могут адаптироваться для заражения людей (зоонозы) и потенциально представлять угрозу пандемии.

В отличие от вспышки SARS 2002–2003 гг., для COVID-19 пока не установлен промежуточный хозяин. Однако ученые имеют последовательность родственного коронавируса летучих мышей RaTG13, который на 96% схож с геномом SARS-CoV-2. Исследование сравнило спайк-белки обоих вирусов и выявило несколько важных различий.

Коронавирусы используют спайк-белки для проникновения в клетки, связываясь с их поверхностными рецепторами, например ACE2. Ученые заменили выявленные разные регионы между SARS-CoV-2 и RaTG13 и проверили, насколько хорошо полученные белки связываются с человеческими рецепторами ACE2, используя безопасный метод без живого вируса.

Результаты, опубликованные в PLOS Biology, показали:

• Спайк-белки SARS-CoV-2 с регионами RaTG13 не могли эффективно связываться с человеческими ACE2.
• Спайк-белки RaTG13 с регионами SARS-CoV-2 связывались с человеческими рецепторами эффективнее, хотя и не так хорошо, как исходный белок SARS-CoV-2.

Это указывает, что аналогичные изменения в спайк-белке SARS-CoV-2, возможно, сыграли ключевую роль в преодолении видового барьера.

Исследователи также проверили, может ли спайк-белок SARS-CoV-2 связываться с рецепторами ACE2 22 различных животных. Было продемонстрировано, что рецепторы летучих мышей и птиц взаимодействовали с вирусом наиболее слабо. Отсутствие связывания с рецепторами летучих мышей усиливает доказательства того, что SARS-CoV-2 адаптировал свой спайк-белок при переходе к людям, возможно, через промежуточного хозяина.

Рецепторы ACE2 собак, кошек и крупного рогатого скота были определены как наиболее сильно взаимодействующие со спайк-белком SARS-CoV-2. Эффективное проникновение в клетки может означать, что инфекция легче устанавливается у этих животных, хотя связывание с рецептором — лишь первый шаг в передаче вируса между видами.

«Необходимо понимать, какие животные могут быть инфицированы SARS-CoV-2 и как мутации в спайк-белке меняют его способность заражать разные виды», — отметил участник исследования доктор Стивен Грэм.

Восприимчивость животного к инфекции и его способность заражать других зависит от множества факторов. Требуются дальнейшие исследования, чтобы понять, могут ли домашний скот и животные-компаньоны быть восприимчивы к COVID-19 от людей и выступать резервуарами болезни.