L’epidemia del coronavirus COVID-19 ha un’origine naturale

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200317175442.htm

L’epidemia del coronavirus COVID-19 ha un’origine naturale

Data: 17 marzo 2020
Fonte: Scripps Research Institute

Riepilogo: un’analisi dei dati della sequenza del genoma dal SARS-CoV-2 e dai virus correlati non ha trovato prove del fatto che il virus sia stato prodotto in laboratorio o progettato in altro modo.

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Credit: © pinkeyes / Adobe Stock

 

Il nuovo coronavirus SARS-CoV-2, emerso l’anno scorso nella città di Wuhan, in Cina, e che da allora ha causato un’epidemia su larga scala del COVID-19, diffondendosi in oltre 70 altri Paesi, è il prodotto dell’evoluzione naturale, secondo i risultati pubblicati oggi sulla rivista Nature Medicine.

L’analisi dei dati pubblicati della sequenza del genoma del SARS-CoV-2 e dei virus correlati non ha trovato prove del fatto che il virus sia stato prodotto in laboratorio, né progettato in altro modo.

“Confrontando i dati disponibili sulla sequenza del genoma per ceppi noti di coronavirus, possiamo stabilire con certezza che il SARS-CoV-2 ha avuto origine attraverso processi naturali”, ha affermato Kristian Andersen, PhD, professore associato di immunologia e microbiologia presso la Scripps Research e autore corrispondente del documento.

Oltre ad Andersen, gli autori dell’articolo “L’origine prossimale del SARS-CoV-2” includono Robert F. Garry, dell’Università di Tulane; Edward Holmes, dell’Università di Sydney; Andrew Rambaut, dell’Università di Edimburgo; W. Ian Lipkin, della Columbia University.

I Coronavirus sono una grande famiglia di virus, che possono causare malattie che variano ampiamente di gravità. La prima grave malattia nota, causata da un coronavirus, è emersa con l’epidemia della Sindrome Respiratoria Acuta Grave (SARS) del 2003, in Cina. Un secondo focolaio di grave malattia è iniziato nel 2012 in Arabia Saudita, con la Sindrome Respiratoria del Medio Oriente (MERS).

Il 31 dicembre dello scorso anno, le autorità cinesi hanno informato l’Organizzazione Mondiale della Sanità a proposito di un focolaio di un nuovo ceppo di Coronavirus, che causava gravi malattie, che in seguito fu chiamato SARS-CoV-2. Al 20 febbraio 2020, sono stati documentati circa 167.500 casi di COVID-19, sebbene molti altri casi lievi, probabilmente, siano stati non diagnosticati. Il virus ha sinora ucciso oltre 6.600 persone.

Poco dopo l’inizio dell’epidemia, gli scienziati cinesi hanno sequenziato il genoma del SARS-CoV-2 e hanno reso disponibili tali dati ai ricercatori di tutto il mondo.

I dati risultanti dalla sequenza genomica hanno dimostrato che le autorità cinesi hanno rapidamente rilevato l’epidemia, e che il numero dei casi di COVID-19 è aumentato a causa della trasmissione da uomo a uomo, dopo una sua singola introduzione nella popolazione umana.

Andersen, insieme ai collaboratori di diversi altri istituti di ricerca, ha utilizzato questi dati di sequenziamento per esplorare le origini e l’evoluzione del SARS-CoV-2, concentrandosi su diverse caratteristiche rivelatrici del virus.

Gli scienziati hanno analizzato il modello genetico per le proteine dei picchi, le armature all’esterno del virus che esso utilizza per afferrare e penetrare le pareti esterne delle cellule umane e animali. Più specificamente, si sono concentrati su due importanti caratteristiche della proteina dei picchi: il dominio legante i recettori (RBD), una specie di uncino che si aggrappa alle cellule ospiti, e il sito di scissione, un ‘apriscatole’ molecolare che consente al virus di aprirsi e di entrare nelle cellule dell’ospite.

 

Prova dell’evoluzione naturale

Gli scienziati hanno scoperto che la porzione del segmento RBD, delle proteine del picco del SARS-CoV-2, si era evoluta per colpire efficacemente una caratteristica molecolare all’esterno delle cellule umane, chiamata ACE2, un recettore coinvolto nella regolazione della pressione sanguigna. Infatti, la proteina del picco del SARS-CoV-2 era così efficace nel legare le cellule umane, che gli scienziati hanno concluso che questo fosse il risultato della selezione naturale, e non il prodotto dell’ingegneria genetica.

Questa evidenza dell’evoluzione naturale è stata supportata dai dati sulla struttura del SARS-CoV-2 – la sua struttura molecolare complessiva. Se qualcuno stesse cercando di progettare un nuovo coronavirus come patogeno, lo avrebbe costruito dalla struttura di un virus, noto per causare malattie.

Ma gli scienziati hanno scoperto che la struttura del SARS-CoV-2 differiva sostanzialmente da quella dei coronavirus già noti, poiché assomigliava per lo più ai virus correlati trovati in pipistrelli e pangolini.

“Queste due caratteristiche del virus, le mutazioni nella porzione del segmento RBD della proteina del picco e la sua distinta struttura, escludono la possibilità di una manipolazione di laboratorio, quale potenziale origine per il SARS-CoV-2”, ha detto Andersen.

Josie Golding, PhD, responsabile delle epidemie al Wellcome Trust, con sede nel Regno Unito, ha affermato che i risultati di Andersen e dei suoi colleghi sono “di fondamentale importanza, per fornire una visione basata su prove, sulle voci che circolano in merito alle origini del virus (SARS-CoV-2) che causa il COVID-19”.

“Costoro concludono che il virus è un prodotto dell’evoluzione naturale”, aggiunge Goulding, “ponendo fine a qualsiasi speculazione su un’ingegneria genetica deliberata”.

 

Possibili origini del virus

In base all’analisi del sequenziamento genomico, Andersen e i suoi collaboratori hanno concluso che le origini più probabili, per il SARS-CoV-2, hanno seguìto uno di questi due possibili scenari.

Nel primo, il virus si è evoluto nel suo attuale stato patogeno attraverso la selezione naturale in un ospite non umano e, successivamente, è passato all’uomo. È così che sono emersi i precedenti focolai di coronavirus, con gli umani che hanno contratto il virus dopo l’esposizione diretta a zibetti (SARS) e cammelli (MERS).

I ricercatori hanno proposto i pipistrelli, come il serbatoio più probabile per il SARS-CoV-2, in quanto esso è molto simile al coronavirus del pipistrello. Non vi sono casi documentati di trasmissione diretta pipistrello-uomo; tuttavia, ciò suggerisce che fosse probabilmente coinvolto un ospite intermedio tra pipistrelli e uomini.

In questo scenario, entrambe le caratteristiche distintive della proteina del picco del SARS-CoV-2 (la porzione del segmento RBD che si lega alle cellule e il sito di scissione che apre il virus) si sarebbero evolute al loro stato attuale prima di entrare nell’uomo. In questo caso, l’attuale epidemia sarebbe probabilmente emersa rapidamente, non appena gli esseri umani fossero stati infettati, poiché il virus avrebbe già sviluppato le caratteristiche che lo rendono patogeno e in grado di diffondersi tra le persone.

Nell’altro scenario proposto, una versione non patogena del virus è passata da un ospite animale a un essere umano, e si è poi evoluta nel suo attuale stato patogeno all’interno della popolazione umana. Ad esempio, alcuni coronavirus dei pangolini (mammiferi simili agli armadilli, trovati in Asia e in Africa), hanno una struttura RBD molto simile a quella del SARS-CoV-2. Un coronavirus da un pangolino avrebbe potuto essere trasmesso a un essere umano, o direttamente o attraverso un ospite intermedio, come gli zibetti o i furetti.

Pertanto, l’altra distinta caratteristica della proteina del picco del SARS-CoV-2, il sito di scissione, potrebbe essersi evoluta all’interno di un ospite umano, probabilmente attraverso una limitata circolazione non rilevata nella popolazione umana, prima dell’inizio dell’epidemia. I ricercatori hanno scoperto che il sito di scissione del SARS-CoV-2 sembra simile ai siti di scissione dei ceppi di influenza aviaria, che hanno dimostrato di trasmettersi facilmente tra le persone. Il SARS-CoV-2 avrebbe potuto sviluppare un sito di scissione così virulento, nelle cellule umane, e avrebbe così dato il via all’attuale epidemia, poiché il coronavirus è diventato molto più idoneo a diffondersi tra le persone.

Andrew Rambaut, il co-autore dello studio, ha ammonito che, a questo punto, è difficile – se non impossibile – sapere quale degli scenari sia il più probabile. Se il SARS-CoV-2 è entrato nell’uomo nella sua attuale forma patogena da una fonte animale, ciò aumenta le probabilità di futuri focolai, poiché il ceppo del virus che causa la malattia potrebbe ancora continuare a circolare nella popolazione animale e potrebbe passare ancora una volta agli esseri umani. Le probabilità sono inferiori, rispetto a quelle di un coronavirus non patogeno che entra nella popolazione umana e che, successivamente, sviluppa proprietà simili al SARS-CoV-2.

 

Il finanziamento per la ricerca è stato fornito dal National Institutes of Health degli USA, dal Pew Charitable Trusts, dal Wellcome Trust, dall’European Research Council e da un ARC Australian Laureate Fellowship.

 

Fonte dell’articolo:

Materiale fornito dall’Istituto di ricerca Scripps. Nota: il contenuto può essere modificato nello stile e nella lunghezza.

Riferimento della rivista:

Kristian G. Andersen, Andrew Rambaut, W. Ian Lipkin, Edward C. Holmes, Robert F. Garry. L’origine prossimale del SARS-CoV-2. Nature Medicine, 2020; DOI: 10.1038 / s41591-020-0820-9

 

 

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