Cercetare ştiinţifică
Coronavirusul, inclusiv SARS‑Cov‑2, este un virus ARN (acid ribonucleic), având una dintre cele mai largi structuri genomice ARN la care se asociază proteine nestructurale şi proteine structurale. Cele patru proteine structurale sunt: proteina S (spike), proteina membranară, proteina de anvelopare şi proteina nucleocapsidă. Proteina S este caracterizată de capacitatea de legare de receptorul specific, care‑i permite intrarea în celula gazdei umane, în cazul analizat. SARS‑Cov‑2 a fost recunoscut până la declanşarea epidemiei din Wuhan, când a fost descoperit în probe din lavajul bronho‑alveolar al pacienţilor cu pneumonie. SARS‑Cov‑2 aparţine familiei coronaviridae, fiind al şaptelea coronavirus dintre cele care infectează omul (Coronavirus disease, BMJ best practice, BMJ publ.group.Ltd, 2020).
Secvenţa genomică, obţinută din probele de la primii pacienţi din Wuhan, evidenţiază circa 79% identitate de secvenţă cu SARS‑Cov din epidemia 2002‑2003 şi 96,2% cu Cov detectat la liliac (Rhinolophus affinis). Acest coronavirus, identificat la liliac, este cel mai apropiat ca secvenţă genomică de SARS‑Cov 2 şi nu se explică, încă, această asemănare. O altă asemănare (de 91,89% identificată la nucleotide) este descoperită la coronavirusul pangolinului malaiezian, din altă provincie din China.
SARS‑Cov 2 diferă de tipul de virus de la liliac prin câteva caracteristici cheie (Rossana Segreto, 2020). Cea mai netă diferenţiere este achiziţia la nivelul proteinei S a SARS‑Cov 2 a unui situs de
clivaj, activat de serin‑proteaza celulei gazdă, similar cu cel identificat de MERS‑Cov şi neidentificat la beta‑Cov.
Proteaza respectivă are un rol major în trecerea barierei de specie a virusului, cu modificări implicite de tropism şi virulenţă. Serin‑proteaza sau o altă protează, furina, clivează S glicoproteina permiţând accesul intracelular al virusului. Clivajul furinic sau prin serin‑protează poate fi considerat un proces de „gain of function”, adică o nouă caracteristică virală, respectiv de salt la specia umană. Se exemplifică în acest sens cazul Cov de la liliacul ugandez, care se leagă de celulele umane, dar nu penetrează intracelular (R. Mac Intyre, 2018, 2020; Rosana Segreto, 2020; Grunow and Finke, 2002). Aceasta este barieră zoonotică a transmiterii atât a coronavirusurilor, cât şi a altor virusuri. Nu este un caz singular în domeniu. Procesul poartă denumirea generică de „activare proteolitică” (E. Braun et al, 2019). Dependenţa penetrării SARS‑Cov 2 de activarea proteolitică a enzimelor celulei gazde, menţionate, fac din acestea ţinte terapeutice valide pentru blocarea penetrării în celulă.
Se admite că un astfel de locus (site) de clivaj furinic la nivelul proteinei S (spike) a virusului nu există la alte virusuri SARS.
Compararea SARS‑Cov‑2 cu virusuri corona cunoscute evidenţiază că aparţine aceleiaşi specii cu SARS‑Cov, fiind similare în proporţie de 94,6% sub aspectul secvenţei aminoacizilor şi de 80% sub aspectul secvenţei nucleotidelor.
Unii autori consideră că nu aparţin aceleiaşi specii, deoarece diferă cu mai mult de 10% în privinţa genelor replicatoare. Comitetul internaţional pentru taxonomie a denumit virusul în discuţie SARS‑Cov‑2, considerând că este similar cu alte coronavirusuri cunoscute, respectiv cu SARS‑Cov, adică generatoare a sindromului respirator acut.
Gena esenţială a acestui virus ARN este ARN‑ dependent polimeraza, înalt conservată, adică există modificări reduse de la un virus ARN la altul. Comitetul de studiu al coronavirusului a găsit că există mai puţine diferenţe între polimeraza ARN dependentă, dacă comparăm genomul SARS‑Cov şi SARS‑Cov‑ 2 sau între variantele MERS sau HCov‑OC43 (coronavirus uman, dintre cele şapte cunoscute), adică SARS‑Cov şi SARS‑Cov‑2 respectiv, care sunt mai strâns înrudite (după Johns Hopkins, Univ. Bloomberg School of Public Health, Center for Health Security).
Originea SARS‑Cov2 rămâne incertă, ca şi presupunerea că liliecii sunt sursa originală datorită unui coronavirus foarte asemănător, izolat de la aceste animale (Jian Shang et al, Nature, 2020). Autorii citaţi consideră că mecanismele moleculare, care au permis transmisia la om rămân necunoscute. Evident, recunoaşterea receptorului de către domeniul de legare al virusului este o condiţie esenţială pentru infectivitatea, patogeneza şi gama de gazde receptive, pentru virusul în discuţie.
Proteina S din SARS‑Cov2 deţine un domeniu de legare care recunoaşte într‑o manieră specifică ACE2, ca receptor, condiţie princeps pentru intrarea în celulă şi pentru replicare. Domeniul de legare conţine un „nucleu” şi un „model de legare” la receptor care mediază contactul cu ACE2. Suprafaţa ACE2 conţine două puncte de legare critice, esenţiale, pentru modelul de legare respectiv şi care sunt esenţiale pentru interacţiune. Acest model structural de legare (receptor‑binding motif) reglează infectivitatea, patogeneza şi saltul de la o specie la alta şi de la om la om.
Autorii admit că adaptarea, evoluţia naturală şi obţinerea unui model structural de legare, la ACE2 umană, au fost posibile prin realizarea a peste 2 milioane de infecţii la om, cu peste 100.000 decese şi cu infecţiozitate extrem de mare. Este interesantă opinia unui grup de cercetători asupra caracteristicilor genomului şi epidemiologiei noului coronavirus, implicit interacţiunea cu receptorul. Sintetizăm datele prezentate de acest grup de cercetători (Roujian Lu et al, 2020). În esenţă, datele obţinute sunt concordante cu originea coronavirusurilor în general din rezervorul liliecilor şi în particular valabil şi pentru noul coronavirus, 2019‑Cov. O serie de factori însă, cu toată importanţa originii de la lilieci, sugerează că un alt animal a avut rol de gazdă intermediară, între liliac şi om. Astfel, declanşarea epidemiei în Wuhan s‑a produs în partea a doua a lunii decembrie 2019, perioadă în care liliecii hibernează; nu au fost găsiţi lilieci în piaţa din Wuhan şi nici nu au fost vânduţi. S‑au vândut însă animale diferite, inclusiv mamifere; identitatea de secvenţă dintre SARS‑Cov‑2 şi înruditele apropiate provenite de la liliac SL‑CovVZC45 şi SL‑CoVZXC21 a fost mai redusă de 90%, ceea ce este reflectat de ramurile relativ lungi dintre variantele acestea; astfel, spun autorii, cele două variante de la liliac nu sunt antecesori direcţi ai noului coronavirus; atât pentru SARS‑Cov, cât şi pentru Mers‑Cov, liliecii sunt rezerva naturală de virus, dar şi alte animale, cum ar fi zibeta de palmier pentru SARS‑Cov şi cămila dromader pentru Mers‑Cov, ca verigi intermediare, omul fiind gazdă terminală.
Rezultă că, după opinia autorilor, gazda intermediară, un animal sălbatic între liliac şi om pentru transmiterea noului virus, este necunoscută.
În privinţa receptorului se subliniază similitudinea dintre domeniile de legare ale SARS‑Cov şi noului coronavirus şi afinitatea pentru acelaşi receptor ACE2, cu toate că există câteva diferenţe de secvenţă a unor aminoacizi în domeniul de legare a SARS‑Cov‑2.
Interesant e faptul că se apreciază că recombinările sunt frecvente şi complexe şi sunt mai probabil să se fi produs la coronavirusul liliacului decât la noul coronavirus.
Identificarea, relativ recentă, a altor funcţii ale componentelor sistemului RAA vizează şi relaţia intrinsecă a dublei funcţii a ACE2, enzimă esenţială, pe de o parte, şi receptor pentru SARS‑Cov 2, pe de altă parte. Astfel, ACE2 generează din AngI un nou produs, Ang(1‑9), cu efecte antihipertensive prin intermediul receptorului AT2 (vasodilataţie, natriureză, scăderea efectului de remodelare cardio‑vasculară, efecte antiproliferative). Alt rezultat al acţiunii ACE2, în sistem, este Ang(1‑7) care, împreună cu receptorul Mas, constituie o ramură de contrareglare a sistemului RAA. Produsul Ang(1‑7) este considerat agonistul RMas. (Receptorul Mas pentru Ang(1‑7) este cuplat cu proteina G, având ca agonist endogen Ang(1‑7), rezultat al clivării AngII de către ACE2.) Legarea şi pătrunderea SARS‑Cov 2 în celulă au fost descrise în acest capitol (R. Kreutz et al, 2020).
Problema originii SARS‑Cov2 este departe de a fi elucidată, cu toate eforturile unei bune părţi a lumii ştiinţifice de a demonstra, neapărat, originea naturală. Unul dintre articole mult citate şi poate destul de echilibrate şi echidistante, versus cele două opinii antagoniste, originea naturală sau prin manipulare genetică (Kristian Andersen et al, Nature Medicine, 17 martie 2020), analizând aceste opinii, apreciază, optimist, că multe date ştiinţifice viitoare vor balansa în favoarea uneia dintre ipoteze.
Există câteva articole care fac analize, pe bază de argumente ştiinţifice, care pledează pentru manipularea genetică a SARS‑Cov2, ca şi, eventual, a altor virusuri, cazul MERS‑Cov (Rossana Segreto, 2020; C. Raina MacIntyre, 2014; P. Pradhan et al, 2020).
Un grup de cercetători francezi (R. Frutos et al, 2020) analizează pandemia ca un eveniment, un accident impredictibil, adică s‑a produs cu foarte redusă probabilitate, deşi caracteristicile, subliniază autorii, sunt concordante cu alte epidemii declanşate de coronavirusuri (epidemia SARS‑Cov din 2003). În plus, autorii subliniază că pentru producerea unei urgenţe infecţioase trei condiţii trebuie îndeplinite: compatibilitatea agentului cu speţa umană, să fie apt să infecteze omul; contactul dintre om şi agentul patogen să fie posibil şi actual; ciclul transmiterii urbane de la om la om să fie posibil.
Caracteristicile genomice, epidemiologice, de transmitere şi patogenitatea atât pentru coronavirus‑Cov, cât şi pentru MERS erau cunoscute, dar nu s‑a considerat oportună elaborarea unor vaccinuri care generează răspuns imun încrucişat pentru coronavirusuri.
Constatăm o serie de discrepanţe şi parodoxuri, spune recent R. MacIntyre, reluând o argumentaţie ştiinţifică epidemiologică privind MERS (C.R. MacIntyre, 2014). Autoarea subliniază că epidemiologia MERS se fitează mai bine cu o evoluţie episodică decât cu una epidemică clasică. Evoluţia în episoade sporadice sugerează o infecţie din surse nonumane. Sau o combinaţie a unei surse animale cu o sursă deliberată, intenţională.
Se ia în discuţie un episod de infecţie cu salmonela în Oregon, SUA, în anul 1984, în care toate datele pledau pentru bioterorism şi nu pentru o infectare uzuală prin alimente, aşa cum pledau autorităţile. Atacul bioterorist a fost recunoscut de secta Rajneesh după un an. Ca şi în cazul pandemiei prezente, autoarea comentează că există o tendinţă umană comună pentru explicaţii confortabile, de exemplu, evenimentul este de origine naturală, fără o analiză a unor fapte indubitabile (R. MacIntyre, 2014; R. MacIntyre, SPHCM, 2020).
Un atac bioterorist se identifică dificil sub aspectul intenţional, dovezile indirecte nefiind relevante, cu excepţia unor situaţii de tipul variolei, care, fiind eradicată, nu poate explica declanşarea naturală a unei epidemii.
■ Fragment din vol. Pandemia COVID‑19 în România. Aspecte clinice şi epidemiologice, Editura Academiei Române, 2020
Victor Voicu
