Suscettibilità comparativa della SARS

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Oct 25, 2023

Suscettibilità comparativa della SARS

The ISME Journal volume 17,

The ISME Journal volume 17, pagine 549–560 (2023)Citare questo articolo

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Esplorare i serbatoi naturali di virus patogeni è fondamentale per il loro controllo a lungo termine e per prevedere futuri scenari pandemici. Qui, un’analisi comparativa delle infezioni in vitro è stata eseguita per la prima volta su 83 colture cellulari derivate da 55 specie di mammiferi utilizzando virus pseudotipati contenenti proteine ​​S di SARS-CoV-2, SARS-CoV e MERS-CoV. Le colture cellulari di pipistrelli ferro di cavallo di Thomas, pipistrelli ferro di cavallo reali, scimmie verdi e furetti sono risultate altamente sensibili ai virus pseudotipati SARS-CoV-2, SARS-CoV e MERS-CoV. Inoltre, cinque varianti (del69-70, D80Y, S98F, T572I e Q675H), che oltre al dominio di legame del recettore del picco, possono alterare significativamente il tropismo dell’ospite di SARS-CoV-2. Un esame dei segnali filogenetici dei tassi di trasduzione ha rivelato che i taxa strettamente correlati hanno generalmente una suscettibilità simile al MERS-CoV ma non ai virus pseudotipizzati SARS-CoV e SARS-CoV-2. Inoltre, abbiamo scoperto che l’espressione di 95 geni, ad esempio PZDK1 e APOBEC3, era comunemente associata ai tassi di trasduzione dei virus pseudotipati SARS-CoV, MERS-CoV e SARS-CoV-2. Questo studio fornisce la documentazione di base della suscettibilità, delle varianti e delle molecole che sono alla base della trasmissione tra specie di questi coronavirus.

La sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ha rappresentato una minaccia considerevole per la salute pubblica e l’economia globale, con oltre 500 milioni di casi di infezione umana e oltre 6,6 milioni di decessi in tutto il mondo a gennaio 2023. SARS-CoV- Si ipotizzava che 2 avesse avuto origine nei pipistrelli e poi fosse passato alla popolazione umana tramite un ospite animale intermedio [1,2,3]. Sebbene virus simili a SARS-CoV-2, come BANAL-20-52 derivato dal pipistrello ferro di cavallo malese (Rhinolophus malayanus), RaTG13 derivato dal pipistrello ferro di cavallo intermedio (Rhinolophus affinis) e Pangolin-CoV presente nei pangolini malesi (Manis avania) [4,5,6], attualmente l’esatta origine animale di SARS-CoV-2 rimane poco chiara. Altri due coronavirus che hanno causato epidemie prima del COVID-19 sono il coronavirus della sindrome respiratoria acuta grave (SARS-CoV), che probabilmente si è diffuso dai pipistrelli ferro di cavallo all’uomo attraverso gli zibetti delle palme infetti, e il coronavirus della sindrome respiratoria del Medio Oriente (MERS-CoV), che è stato forse una diffusione dai pipistrelli agli esseri umani attraverso i dromedari infetti [7,8,9]. Sebbene l’attuale minaccia sia della SARS-CoV che della MERS-CoV sia minima, dobbiamo essere vigili sui potenziali rischi di ricadute sugli esseri umani dai loro serbatoi naturali [10, 11].

SARS-CoV-2 è in grado di infettare un ampio spettro di ospiti tra cui cani, visoni, furetti, lontre, criceti, arvicole, cervi, topi, pipistrelli, felini piccoli e grandi e diversi primati non umani [12,13,–14 ]. Tuttavia, rimane una sfida confrontare la suscettibilità di queste specie perché non sono state utilizzate misurazioni standardizzate tra le specie. A questo proposito, diversi studi hanno previsto la probabilità di infezione da SARS-CoV-2 analizzando gli ortologhi dell’enzima 2 di conversione dell’angiotensina (ACE2). Ad esempio, Damas et al. hanno utilizzato le sequenze ACE2 di 410 specie di vertebrati e hanno scoperto che alcuni taxa in via di estinzione (ad esempio, douc dalla canna rossa, scimmie proboscide, macachi rhesus e balenottere minori antartiche) erano a più alto rischio di infezione da SARS-CoV-2 [15]. Allo stesso tempo, la risoluzione della struttura cristallina, le analisi di risonanza plasmonica superficiale e le simulazioni dinamiche molecolari sono state utilizzate per valutare l’affinità di legame di diversi ortologi ACE2 con le proteine ​​​​spike [15,16,–17]. Sebbene questi studi forniscano informazioni preziose sulla probabile gamma di ospiti della SARS-CoV-2, le loro previsioni richiedono una convalida sperimentale. Inoltre, in queste previsioni gli effetti di fattori dell’ospite diversi dall’ACE2 associati all’invasione virale sono stati sottovalutati [15, 18, 19].

 0.05), between VSVΔG*-noG and VSVΔG*-SARS (cor = −0.0324, p > 0.05), and between VSVΔG*-noG and VSVΔG*-MERS (cor = −0.0723, p > 0.05)./p>90% as the filtering threshold [42]. The mapping rates across the dataset ranged from 9.63% to 66.58%. Finally, 18,552 unique protein-coding genes were obtained as reference sequences./p>8.8%). Among them, humans, palm civets, and ferrets were identified as susceptible hosts for SARS-CoV and SARS-CoV-2 based on in vivo analyses (Table S2) [57]. In particular, 14.0% of Huh-7 (human cell line), 11.4% of Vero-E6 (green monkey cell line), 11.9% of Marc-145 (green monkey cell line), and 10.0% of MpuKi.2 (ferret kidney cell line) were transduced, which confirmed that these cell lines are highly susceptible to SARS-CoV-2, as found in previous studies [28, 58]. We noted that palm civet kidney cells (PlKi) were highly susceptible to VSVΔG*-SARS2, as palm civets have been recognized as one of the replication hosts of SARS-CoV [8, 59] (Fig. 1, Fig. S2). Importantly, ferret (Mustela putorius furo) kidney cells (MpuKi.2) also were highly susceptible to SARS-CoV-2. Experimental studies have shown that ferrets are susceptible to SARS-CoV-2 [23, 51, 60,61,62]. Primary cells cultures derived from Thomas's horseshoe bat and the king horseshoe bat were found to be more sensitive to VSVΔG*-SARS2 than the human Huh-7 cell line (Fig. 1, Table S1), suggesting they may serve as likely hosts for SARS-CoV-2./p> 0.05), 6.33 × 10-5 (logλ = −192.22, p > 0.05), and 0.74 (logλ = −174.13, log0 = 1475.26, p = 0.09 × 10−2), respectively, indicating that closely-related taxa generally have similar susceptibility to VSVΔG*-MERS but not to VSVΔG*-SARS and VSVΔG*-SARS2. Consistently, VSVΔG*-SARS showed a more similar tropism profile with VSVΔG*-SARS2 (R2 = 0.61, p < 0.001, phylogenetic generalized least squares test) than with VSVΔG*-MERS (R2 = 0.29, p < 0.001, phylogenetic generalized least squares test). In particular, the 83 cell cultures infected by VSVΔG*-SARS displayed a transduction rate of 0–38.4% (Fig. 1). Overall, 38 cell cultures were minimally (transduction rate of 0–1.1%), 23 slightly (1.1–3.8%), 10 moderately (3.8–8.9%), and 11 highly (8.9–38.4%) transduced by VSVΔG*-SARS. Cell cultures that showed the highest susceptibility to VSVΔG*-SARS were derived from domesticated ferrets, with 38.4% of ferret kidney MpuKi.2 cells and 31.1% of ferret MpuKi.1 cells transduced. This represents a 2.6-fold and 2.0-fold increase compared to that of human cells (Huh-7) (Fig. 1, Fig. S4, Table S1). This is noteworthy as ferrets have been used as an animal model for SARS-CoV and experience clinical signs, including sneezing, fever, and diarrhea [63]. The cell culture that ranked highest after ferret kidney cells was derived from Thomas's horseshoe bat, which had a transduction rate of 37.2%, indicating that this species might also serve as an important host for SARS-CoV./p>