Cosa rende le varianti SARS-CoV-2 più virulente?

I ricercatori nella Repubblica di Corea hanno condotto uno studio su SARS-CoV-2 – l’agente eziologico della malattia da coronavirus 2019 (COVID-19) – che potrebbe aiutare a informare più studi che esaminano la maggiore virulenza del coronavirus. Variabili di interesse e interesse.

Il team – del Korea Research Institute of Chemical Technology di Daejeon – ha mostrato che le quattro varianti attualmente in circolazione mostrano differenze nella dimensione della placca, stabilità termica e tassi di recidiva.

La stabilità termica è correlata alla dimensione della placca in tutte le variabili tranne che per i rapporti B.1.1.7 (alfa).

La più grande dimensione media della placca è stata osservata per la variante B.1.351 (beta), seguita da P.1 (gamma), B.1.617.2 (delta) e alfa.

Young-chan-kwon e colleghi suggeriscono che le dimensioni relativamente grandi della placca osservate in Beta possono spiegare la sua maggiore stabilità termica, che a sua volta può contribuire alla sua maggiore trasmissibilità.

I ricercatori affermano che queste osservazioni possono aiutare a caratterizzare le variabili in termini di interazione con fattori dell’ospite e risposte alle condizioni ambientali.

Hanno aggiunto che tali studi saranno fondamentali per guidare la gestione efficace della pandemia di COVID-19.

Una copia cartacea del documento di ricerca è disponibile all’indirizzo bioRxiv* Server, mentre l’articolo è soggetto a revisione paritaria.

Maggiori informazioni sulle variabili di interesse attualmente in circolazione

Da quando è iniziata la pandemia di COVID-19 alla fine di dicembre 2019, l’evoluzione genetica di SARS-CoV-2 ha dato origine a molte nuove varianti che sono più virulente e contagiose del ceppo ancestrale. Quattro di queste variabili (alfa, beta, gamma e delta) sono state classificate come variabili preoccupanti dall’Organizzazione mondiale della sanità.

Queste quattro varianti condividono una mutazione D614G che aumenta l’infezione, probabilmente a causa di cambiamenti che influenzano la capacità del virus di legarsi e integrarsi con le cellule ospiti. La co-mutazione N501Y di alfa, beta e gamma è anche nota per aumentare l’affinità di legame per i recettori dell’ospite e quindi l’ingresso cellulare.

Tuttavia, il particolare insieme di mutazioni acquisite dalla variante può portare a cambiamenti conformazionali e alterazioni caratteristiche più significativi, affermano Kwon e colleghi.

Ad esempio, le varianti di interesse mostrano un’affinità differenziale per il legame del recettore, con alfa che richiede la maggior forza per separarsi dai recettori della cellula ospite, seguito da beta, gamma e delta.

Cosa hanno fatto i ricercatori?

Nello studio attuale, i ricercatori hanno scoperto che ciascuna delle quattro variabili coinvolte mostrava differenze nella dimensione della placca, con la dimensione media più grande osservata per beta, seguita da gamma, delta e alfa.

Sebbene ci siano molti fattori determinanti della dimensione della placca, i ricercatori hanno ipotizzato che le differenze nell’affinità di legame del recettore, nella stabilità termica e nel tasso di replicazione di questi virus fossero probabilmente fattori che contribuiscono.

Il team ha valutato la stabilità termica delle varianti misurando l’entità dell’infezione e l’emivita dopo il periodo di incubazione prolungato (2, 4, 12 e 24 ore) a diverse temperature. L’infezione è stata misurata utilizzando un test di formazione del fuoco.

Tra le quattro varianti, la beta ha mostrato la più alta stabilità termica, con un’emivita all’incirca doppia di quella di gamma o delta.

Le analisi di correlazione hanno rivelato una forte associazione tra la dimensione della placca e la stabilità termica in tutte le variabili tranne che per l’alfa. Questa variante aveva un’emivita relativamente lunga, nonostante avesse una piccola dimensione della placca.

I ricercatori affermano che i risultati suggeriscono che la dimensione della placca relativamente grande osservata per la variante beta potrebbe spiegare la sua maggiore resistenza termica.

“Questa maggiore stabilità può contribuire alla patobiologia e alla trasmissione, richiedendo ulteriori studi sul titolo virale e sulla mortalità negli esseri umani”, hanno scritto.

Esame dei tassi di replicazione virale per le varianti

Successivamente, il team ha esaminato i tassi di replicazione virale delle quattro varianti nelle cellule Vero E6. Il saggio di formazione della placca è stato utilizzato per valutare il numero di particelle virali infettive e la reazione a catena della trascrizione inversa-polimerasi quantitativa (qRT-PCR) è stata utilizzata per valutare la concentrazione di RNA virale.

La variante alfa conteneva meno particelle virali infettive rispetto a tutte le altre varianti e alfa e gamma avevano le concentrazioni più basse di RNA virale.

I risultati indicano che sebbene la variante alfa mostri una stabilità termica relativamente elevata, è probabile che il tasso di replicazione del virus sia basso, il che contribuisce alla piccola dimensione della placca.

Analisi comparative delle dimensioni della placca, stabilità termica e tasso di recidiva di quattro varianti di SARSCoV-2. (A) Immagini rappresentative del saggio di formazione della placca per ciascuna variabile di interesse. (B) Dimensione media della placca (1E-3 mm2) per ogni variabile. (c) Infettività relativa di ciascuna variante dopo l’incubazione a 4, 24 o 37 ° C per 8 ore, come valutato dal saggio di formazione del fuoco. (d) Regressione non lineare dell’infettività relativa di ciascuna variabile dopo il periodo di incubazione prolungato (2, 4, 8, 12, 24 h) a temperature fisiologiche (37 ° C). (e) Valori medi di emivita per ciascuna variabile a 37 °C. (F) L’infezione da virus della prole è stata valutata mediante un test di formazione della placca completato a 12, 24 e 48 ore dopo l’infezione. (G) L’RNA virale extracellulare e (H) sono stati valutati mediante qRT-PCR utilizzando sonde SARS-CoV-2 NP. Tutte le barre di errore indicano errori standard della media. I valori medi per le dimensioni della placca e l’emivita sono stati confrontati utilizzando ANOVA unidirezionale nel software GraphPad Prism 8.0. La significatività statistica è stata fissata a p <0,05.

Servono più studi

Kwon e colleghi affermano che sarà importante analizzare queste variabili preoccupanti in termini sia di patologia clinica che di virologia, poiché ciò aiuterà a comprendere meglio la loro crescente virulenza.

“Ad esempio, la dimensione della placca può essere associata a infezione o trasmissione virale”, hanno scritto.

I ricercatori affermano che sono necessari ulteriori studi per identificare ulteriori determinanti della dimensione della placca, comprese le mutazioni funzionali, le interazioni con i fattori dell’ospite e la composizione ambientale.

Il team conclude che “inoltre, devono essere studiate anche variabili significative e di altro tipo per controllare efficacemente la loro diffusione”.

*Nota importante

bioRxiv Pubblica rapporti scientifici preliminari che non sono stati sottoposti a revisione paritaria e pertanto non devono essere considerati conclusivi, guidare la pratica clinica/comportamenti relativi alla salute o essere trattati come informazioni consolidate.