Ученые определили вероятные изменения, которые позволили коронавирусу распространиться от летучих мышей к человеку

Врачи Дагмара Бялы и Адриан Заграек вместе с коллегами из Института Пирбрайта и Кембриджского университета определили ключевые генетические изменения, которые позволили вирусу SARS-CoV-2 перейти от летучих мышей к человеку. Ученые также определили, какие виды животных могут быть восприимчивы к заражению коронавирусом.

Проведенное исследование показывает, что ключевые адаптации, которые претерпел SARS-CoV-2, аналогичны тем, которые наблюдаются с вирусом SARS-CoV. Это предполагает общий механизм, с помощью которого коронавирус, переносимый летучими мышами, заражает людей. Понимание этого механизма поможет в будущих исследованиях циркулирующих вирусов у животных и определит, какие из них могут адаптироваться, чтобы вызывать зооноз.

«Мы использовали неинфекционную безопасную платформу, чтобы проверить, как изменения в белке-шипе (S-белки) меняют способ проникновения вируса в клетки самых разных диких, сельскохозяйственных и домашних животных. Нам необходимо следить за этим, поскольку ожидается появление новых вариантов вируса SARS-CoV-2», — говорит доктор Стивен Грэм из отделения патологии Кембриджского университета.

«В 2002–2003 годах мы боролись с эпидемией атипичной пневмонии. В то время ученые идентифицировали близкородственные разновидности SARS-CoV у летучих мышей и циветт. Это позволило ему сделать вывод, что вирус, скорее всего, сначала распространился на циветты, а затем на людей», — добавляет доктор Стивен Грэм.

Однако в случае SARS-CoV-2 такого животного-посредника между летучими мышами и людьми еще не обнаружено. Уже в феврале 2020 года сообщалось о схожести SARS-CoV-2 с коронавирусом RaTG13, присутствующим у летучих мышей. Оба патогена на 96% генетически похожи.

Авторы этого последнего исследования сравнили S-белок обоих вирусов и выявили их основные различия.

SARS-CoV-2 и другие коронавирусы используют спайковый белок (S-белок) для прикрепления к рецепторам на поверхности клеток. Это первая стадия, ведущая к заражению. Таким рецептором является, например, ACE2. Однако белок S должен соответствовать рецептору, как ключ замка. Он должен иметь правильную форму. У каждого вида животных рецепторы имеют немного разную форму, поэтому белок вируса будет лучше связываться с одними, а с другими хуже.

Ученые, желая проверить, связаны ли различия между SARS-CoV-2 и RaTG13 с адаптацией первого к человеку, поменяли местами S-белки обоих вирусов и проверили, насколько хорошо они связываются с человеческим рецептором ACE2.

Оказалось, что при добавлении областей RaTG13 к белку S вируса SARS-CoV-2 измененный белок не мог эффективно связываться с человеческим ACE2. Между тем, когда к белку S вируса RaTG13 были добавлены области, типичные для SARS-CoV-2, связывание с человеческим ACE2 было намного более эффективным, хотя и не таким хорошим, как у неизмененного SARS-CoV-2. По мнению исследователей, это указывает на то, что вирус SARS-CoV-2 изменился раньше, что наконец позволило ему преодолеть межвидовой барьер.

Исследователи также проверили, насколько эффективно белок S вируса SARS-CoV-2 связывается с рецептором ACe2 у 22 различных видов животных. Были рассмотрены собаки, кошки, кролики, морские свинки, хомяки, лошади, крысы, хорьки, шиншиллы, куры, коровы, овцы, козы, свиньи, индейки и буйволы, 4 вида летучих мышей и 2 вида, которые могут быть связаны со вспышками коронавируса циветты и панголины. При этом они хотели проверить, не был ли кто-нибудь из них потенциально подвержен инфекции. Они показали, что рецепторы ACE2 летучих мышей и птиц наиболее слабо связываются с SARS-CoV-2. Это подтверждает, что белок S этого вируса уже адаптировался к человеческим рецепторам ACE2 после того, как он был передан человеку, скорее всего, через некоторые другие виды.

В свою очередь, белок S наиболее прочно связывается с ACE2 у собак, кошек и коров. Однако это не означает, что они могут заболеть или передать вирус, поскольку прикрепление вируса к рецептору, это только первая стадия. Возможность инфицирования организма и дальнейшего распространения патогена зависит от способности вируса размножаться в клетках данного вида и способности иммунной системы хозяина бороться с инфекцией. Пока нет сообщений о том, что домашние животные заболевают или передают вирус человеку.