Vědci charakterizují nový zoonotický koronavirus u lidí

V nedávném Buňka Výzkumníci charakterizují strukturu, vstupní receptory a antigenicitu nového lidského koronaviru známého jako CCoV-HuPn-2018 spike glykoprotein. Tento virus byl identifikován jako psí-kočičí rekombinantní alfakoronavirus, což naznačuje, že k zoonotickému přenosu koronavirů dochází častěji, než se dříve předpokládalo.

Studie: Struktura, rozpoznávání receptorů a antigenicita spike glykoproteinu lidského koronaviru CCoV-HuPn-2018. Obrazový kredit: nawaitgraphic / Shutterstock.com

Pozadí

Svět zažil v posledních dvou desetiletích zoonotický přenos tří smrtelných beta koronavirů ze zvířat na lidi. Mezi tyto viry patří koronavirus těžkého akutního respiračního syndromu (SARS-CoV), koronavirus respiračního syndromu na Středním východě (MERS-CoV) a SARS-CoV-2, z nichž poslední jmenovaný je zodpovědný za probíhající koronavirové onemocnění 2019 (COVID-19). pandemický.

V Malajsii a Spojených státech byly u pacientů s pneumonií a akutními respiračními příznaky identifikovány virové varianty, které jsou geneticky podobné psím a kočičím koronavirům. Navíc CCoV-HuPn-2018, což je nový psí a kočičí rekombinantní alfakoronavirus, byl identifikován u pacienta se zápalem plic v Malajsii. Tyto studie naznačují, že zoonotické koronaviry, které přeskočily ze svých zvířecích hostitelů na lidi, mohou být spojeny s klinickými příznaky.

V současné studii vědci charakterizují strukturu spike proteinu, vstupní receptory a antigenicitu nově vzniklého CCoV-HuPn-2018.

Struktura vrcholového glykoproteinu CCoV-HuPn-2018

Nálezy z kryo-elektronového mikroskopu odhalily, že trimer hrotové ektodomény obsahuje N-koncovou podjednotku S1 a C-koncovou podjednotku S2. Podjednotka S1 se dělí na doménu 0 a domény AD, zatímco jednotka S2 se skládá z fúzního aparátu.

Další analýza odhalila, že spike protein existuje ve dvou odlišných konformacích. V jedné konformaci byla doména 0 vychýlena na okraji trimeru, a proto se označuje jako „vychýlená“ konformace. V druhé „proximální“ konformaci byla doména orientována směrem k virové membráně.

V obou spike podjednotkách byla pozorována hustá distribuce oligosacharidů. S1 podjednotka CCoV-HuPn-2018 byla strukturálně podobná HCoV-NL63 a HCoV-229E. Naproti tomu podjednotka S2 CCoV-HuPn-2018 byla strukturálně podobná viru epidemického průjmu prasat (PEDV) a viru kočičí infekční peritonitidy (FIPV). Tato pozorování naznačují, že spike protein CCoV-HuPn-2018 mohl vzniknout z události genetické rekombinace.

Podobně jako u kočičích a psích koronavirů typu II nebylo pozorováno žádné polybazické místo štěpení furinem na spojení S1/S2 spike proteinu CCoV-HuPn-2018. V místě S2 však byl identifikován polybazický motiv, který může souviset s jeho štěpením a virovou infekčností.

Mechanismus vstupu viru

Mechanismus vstupu CCoV-HuPn-2018 do hostitelské buňky byl odhalen pomocí lidských erytrocytů. Tento in vitro analýza ukázala, že doména 0 zprostředkovává proces připojení virus-hostitelská buňka způsobem závislým na kyselině sialové během vstupu viru. Aminopeptidáza N byla identifikována jako specifický receptor zodpovědný za vstup CCoV-HuPn-2018.

Bylo zjištěno, že spike protein CCoV-HuPn-2018 interaguje s orthology psí, kočičí a prasečí aminopeptidázy N a zprostředkovává vstup do hostitelské buňky. Nebyla však pozorována žádná interakce mezi špičkou CCoV-HuPn-2018 a ortologem lidské aminopeptidázy N.

To by mohlo být způsobeno absencí N-vázaného oligosacharidu na pozici N739 v lidské aminopeptidáze N. Zavedení oligosacharidu na pozici N739 lidské aminopeptidázy N obnovilo jeho interakci s spike proteinem CCoV-HuPn-2018.

Celkově tato pozorování naznačují, že několik ortologů aminopeptidázy slouží jako vstupní receptory pro CCoV-HuPn-2018 a že přítomnost glykanu v poloze N739 je klíčová pro procesy vstupu viru. Jednonukleotidové polymorfismy tedy mohou být zodpovědné za indukci infekce CCoV-HuPn-2018 u lidí.

Antigenicita hrotu

Antigenicita CCoV-HuPn-2018 byla stanovena hodnocením zkřížené neutralizační schopnosti lidské plazmy infikované endemickým alfakoronavirem. Zjištění odhalila, že polyklonální protilátky indukované předchozí expozicí alfakoronaviru mohou zkříženě neutralizovat CCoV-HuPn-2018, i když se sníženou účinností.

Dále bylo zjištěno, že monoklonální protilátka prasečího koronaviru účinně zabraňuje vstupu hostitelské buňky zprostředkovanému spikem CCoV-HuPn-2018 inhibicí interakce mezi spike proteinem CCoV-HuPn-2018 a receptorem aminopeptidázy N. Toto zjištění ukazuje, že monoklonální protilátka prasečího koronaviru může být použita jako terapeutická intervence proti infekci CCoV-HuPn-2018.

Závěry

Současná studie zdůrazňuje, že přelévání koronavirů ze zvířat na člověka může nastat častěji, než se dříve odhadovalo. Výsledky studie také zdůrazňují význam provedení strukturní a funkční charakterizace zoonotických patogenů pro vývoj účinných terapeutik a vakcín.

Leave a Comment