Πώς ο SARS-CoV-2 ανέπτυξε την ικανότητα να μεταπηδάει από τα ζώα στον άνθρωπο;

Μια ομάδα επιστημόνων, που μελετούσαν την προέλευση του SARS-CoV-2, τον ιό που προκάλεσε την πανδημία COVID-19, διαπίστωσε ότι ήταν ιδιαίτερα κατάλληλος να μεταπηδήσει από τα ζώα στους ανθρώπους, αλλάζοντας την ικανότητα του να μολύνει ανθρώπινα κύτταρα.

Πώς ο SARS-CoV-2 ανέπτυξε την ικανότητα να μεταπηδάει από τα ζώα στον άνθρωπο;

Πραγματοποιώντας μια γενετική ανάλυση, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Duke, το Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos, το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ελ Πάσο και το Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, επιβεβαίωσαν ότι ο στενότερος συγγενής του ιού ήταν ένας κορωνοϊός που μολύνει νυχτερίδες. Αλλά η ικανότητα αυτού του ιού να μολύνει ανθρώπους, αποκτήθηκε μέσω της ανταλλαγής ενός κρίσιμου θραύσματος γονιδίου, από έναν κορωνοϊό που μολύνει ένα φολιδωτό θηλαστικό, που ονομάζεται παγκολίνη, το οποίο έκανε ικανό τον ιό να μολύνει ανθρώπους.

Οι ερευνητές αναφέρουν ότι αυτό το άλμα, από είδος σε είδος, ήταν το αποτέλεσμα της ικανότητας του ιού να συνδέεται με κύτταρα ξενιστές, μέσω αλλαγών στο γενετικό υλικό του. Ουσιαστικά είναι σαν ο ιός να ξαναπροσδιόρισε το κλειδί που του επιτρέπει να ξεκλειδώσει την πόρτα ενός κυττάρου ξενιστή, στην περίπτωση αυτή ένα ανθρώπινο κύτταρο. Στην περίπτωση του SARS-CoV-2, το «κλειδί» είναι μια ακίδα πρωτεΐνης που βρίσκεται στην επιφάνεια του ιού. Οι κορωνοϊοί χρησιμοποιούν αυτήν την πρωτεΐνη για να προσκολληθούν στα κύτταρα και να τα μολύνουν.

Σύμφωνα με τον Φενγκ Γκάο, καθηγητή ιατρικής στο Τμήμα Λοιμωδών Νοσημάτων της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Duke και αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο διαδικτυακό περιοδικό Science Advances, ο νέος κορωνοϊός «μοιάζει πολύ με τον αρχικό SARS, που μεταπήδησε από τις νυχτερίδες και τον MERS που μεταπήδησε από τις νυχτερίδες στις καμήλες και μετά στον άνθρωπο, ο πρόγονος αυτού του πανδημικού κορωνοϊού, υπέστη εξελικτικές αλλαγές στο γενετικό του υλικό, που του επέτρεψαν να μολύνει τελικά τους ανθρώπους». Ο Γκάο και οι συνάδελφοί του, δήλωσαν επίσης ότι η ανίχνευση της εξελικτικής πορείας του ιού θα βοηθήσει στην αποτροπή μελλοντικών πανδημιών που προκύπτουν από τον ιό και πιθανώς θα καθοδηγήσει την έρευνα εμβολίων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι τυπικοί κορωνοϊοί παγκολίνης, είναι πολύ διαφορετικοί από τον SARS-CoV-2, για να προκαλέσουν άμεσα την ανθρώπινη πανδημία. Ωστόσο, περιέχουν μια θέση δέσμευσης υποδοχέα – ένα μέρος της πρωτεΐνης ακίδων που είναι απαραίτητο για την σύνδεση με την κυτταρική μεμβράνη – που είναι σημαντική για την ανθρώπινη μόλυνση. Αυτή η θέση σύνδεσης, καθιστά δυνατή την προσκόλληση σε μια κυτταρική επιφανειακή πρωτεΐνη, που είναι άφθονη στα ανθρώπινα αναπνευστικά και εντερικά επιθηλιακά κύτταρα, στα ενδοθηλιακά κύτταρα και στα νεφρά.

Υπογραμμίζεται ότι ενώ ο ιικός πρόγονος στη νυχτερίδα είναι ο πιο στενά συνδεδεμένος κορωνοϊός με τον SARS-CoV-2, η θέση σύνδεσης του είναι πολύ διαφορετική και από μόνη της δεν μπορεί να μολύνει αποτελεσματικά τα ανθρώπινα κύτταρα. Ο SARS-CoV-2 φαίνεται να είναι ένα υβρίδιο μεταξύ των ιών της νυχτερίδας και της παγκολίνης, με αποτέλεσμα να μπορέσει να λάβει την απαραίτητη θέση δέσμευσης υποδοχέα και τελικά να προκαλέσει ανθρώπινη μόλυνση.

Όπως εξηγεί ο επικεφαλής συν-συγγραφέας Xiaojun Li «υπάρχουν περιοχές του ιού με πολύ υψηλό βαθμό ομοιότητας αλληλουχιών αμινοξέων, μεταξύ διαφορετικών κορωνοϊών που μολύνουν ανθρώπους (κορωνοϊοί από νυχτερίδες και παγκολίνες), υποδηλώνοντας ότι αυτοί οι ιοί, έχουν παρόμοια επιλογή ξενιστή και ενδεχομένως να έχουν κάνει τον πρόγονο του SARS-CoV-2 ικανό, να μεταπηδά εύκολα από αυτά τα ζώα στον άνθρωπο».

«Οι επιστήμονες είχαν ήδη εξετάσει τις αλληλουχίες κορωνοϊού από παγκολίνες, ωστόσο, η επιστημονική κοινότητα είναι ακόμα διχασμένη σχετικά με το αν έπαιξαν ρόλο στην εξέλιξη του SARS-CoV-2», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Elena Giorgi, επιστήμονας στο Εθνικό Εργαστήριο Los Alamos, τονίζοντας ότι «στη μελέτη μας, αποδείξαμε ότι πράγματι ο SARS-CoV-2, έχει μια πλούσια εξελικτική ιστορία, που περιλαμβάνει την ανακατασκευή του γενετικού υλικού του, στο πέρασμα του από νυχτερίδες και παγκολίνες, προτού αποκτήσει την ικανότητα να μεταπηδάει στον άνθρωπο».