Virus SARS-CoV-2 odgovoran za COVID-19 može da izazove teški akutni respiratorni sindrom, za razliku od drugih koronavirusa za koje se znalo da izazivaju blage sezonske prehlade pre njegovog pojavljivanja 2019. Ovo postavlja pitanje zašto jedan korona virus teže utiče na ljude nego drugi. Naučnici sa Instituta Pasteur, Universite Paris Cite i VRI sada su dali deo odgovora identifikovanjem kapije koju koristi sezonski koronavirus HKU1 za ulazak u ljudske ćelije.
HKU1 se vezuje za drugačiji receptor od SARS-CoV-2, što može delimično da objasni razliku u ozbiljnosti između ova dva koronavirusa. Receptori pružaju korisno sredstvo za razjašnjavanje prenosivosti i patologije koronavirusa kao deo nadzora nad evolucijom virusa. Ovi rezultati su objavljeni u časopisu Nature.
Sedam korona virusa je poznato po svojoj sposobnosti da zaraze ljude. Četiri od njih su generalno blage: HKU1, 229E, NL63 i OC43, dok su ostala tri patogenija: SARS-CoV-1, Mers-CoV i SARS-CoV-2.
Virus HKU1 je prvi put identifikovan kod starijeg pacijenta sa teškom upalom pluća u Hong Kongu 2005. Kao SARS-CoV-2, HKU1 uglavnom inficira ćelije gornjih disajnih puteva. Međutim, retko utiče na bronhije i alveole u plućima. Virus HKU1 izaziva prehladu i druge blage respiratorne simptome.
Mogu se javiti i komplikacije, uključujući teške infekcije respiratornog trakta, posebno kod male dece, starijih osoba i osoba sa oslabljenim imunitetom. Procenjuje se da je 70% dece zaraženo pre 6. godine. Ukupno, 75 do 95% svetske populacije je bilo izloženo HKU1, što je uporedivo sa drugim sezonskim ljudskim koronavirusima.
Na ćelijskom nivou, proteini korona virusa se cepaju, ili dele na dva dela, nakon vezivanja za svoje receptore. Ovaj fenomen cepanja je od vitalnog značaja za fuziju, ulazak i razmnožavanje virusa. Neki koronavirusi (SARS-CoV-2 i NL63) koriste ACE2 receptor kao kapiju za ulazak u ćelije. Do sada su HKU1 i OC43 bili jedini koronavirusi sa nepoznatim receptorima.
Kroz saradnju između naučnika u osam jedinica Instituta Pasteur, bilo je moguće identifikovati enzim TMPRSS2 kao receptor za koji se HKU1 vezuje da uđe u ćelije. Jednom kada dođe do vezivanja, TMPRSS2 pokreće fuziju HKU1 sa ćelijom, što dovodi do virusne infekcije. Kombinacijom tehnika izvedenih in vitro i u ćelijskoj kulturi, naučnici su pokazali da TMPRSS2 receptor ima visok afinitet sa HKU1 šiljkom, što nije slučaj sa SARS-CoV-2.
„Kada se identifikuje receptor za virus, moguće je preciznije okarakterisati ciljne ćelije, a istovremeno steći uvid u mehanizme ulaska i razmnožavanja virusa i patofiziologiju infekcije“, kaže Olivije Švarc, poslednji autor studije i šef odeljenja. odeljenje Instituta Pasteur za viruse i imunitet.
„Naši nalazi takođe bacaju svetlo na različite strategije evolucije koje koriste koronavirusi, a koji koriste TMPRSS2 ili da se vežu za ciljne ćelije ili da pokreću fuziju i ulazak virusa“, dodaje Julian Buchrieser, koautor studije i naučnik Instituta Pasteur’s Virus. i Jedinica za imunitet.
Upotreba različitih receptora ovih humano-patogenih virusa verovatno utiče na njihov stepen ozbiljnosti. Nivoi receptora variraju među ćelijama respiratornog trakta, što utiče na osetljivost ćelija na infekciju i širenje virusa. Jednom kada se zna put ulaska virusa u ćelije, takođe bi trebalo da bude moguće efikasnije se boriti protiv infekcije razvijanjem ciljanih terapija i procenom rizika od virulencije koji predstavljaju svi budući novi koronavirusi.
Paralelno sa ovim radom, timovi Instituta Pasteur predvođeni Pjerom Lafajeom i Feliksom Rejem razvili su i karakterisali nano-antitela koja inhibiraju infekciju HKU1 vezivanjem za TMPRSS2 receptor. Ovi reagensi su patentirani za potencijalne terapeutske aktivnosti.
