Informație

Ce ținte genetice asociate cu noul coronavirus (SARS-CoV-2) au fost identificate până acum?


O ipoteză pentru care avem unele dovezi de susținere este că noul virus (SARS-CoV-2) „intră în celulele umane printr-o interacțiune cu enzima de conversie a angiotensinei 2”, a se vedea aici. Deși încă nu este clar ce gene trebuie vizate pentru a preveni infecția (intrarea sau reproducerea).

Există dovezi empirice care sugerează ce gene pot fi modulate pentru a combate infecția?


Aceasta este o întrebare interesantă. Un studiu recent publicat pe bioRxiv de cercetători din Xi'an, China (pre-tipărire) susține că CD147 poate fi, de asemenea, un receptor de intrare pentru virus. Au arătat că intrarea virusului poate fi blocată de un anticorp împotriva CD147 uman.


Cercetătorii identifică genele asociate cu o creștere semnificativă a riscului COVID-19

Având variante de risc genetic în gena ABO ar putea crește semnificativ șansele de a dezvolta COVID-19, iar alte gene pot crește, de asemenea, riscul de COVID-19, potrivit cercetărilor prezentate la Conferința internațională ATS 2021.

Mult despre COVID-19 rămâne un mister medical, inclusiv dacă anumite gene plasează indivizii cu un risc mai mare de a contracta virusul SARS-CoV-2, care cauzează COVID-19. Ana Hernandez Cordero, dr., Colegă postdoctorală cu Centrul pentru inovație pulmonară cardiacă, Universitatea din Columbia Britanică, și colegii săi au folosit genomică integrativă combinată cu proteomică pentru a identifica aceste gene.

Cercetările genomice identifică gene specifice care pot juca un rol în procesele biologice, cum ar fi dezvoltarea bolilor, în timp ce proteomica face același lucru și pentru proteine. Cercetătorii pot obține o imagine mai completă a proceselor bolii prin integrarea instrumentelor pentru investigarea ambelor.

ADN-ul este o moleculă mare și complexă și, prin urmare, asociațiile genetice singure nu pot identifica gena exactă responsabilă pentru COVID-19. & # 8221 a spus dr. Hernandez. & # 8220 Cu toate acestea, prin combinarea informațiilor genetice COVID-19 cu expresia genelor și seturi de date proteomice, ne putem da seama ce gene conduc relația cu COVID-19. & # 8221

Cercetătorii au combinat informațiile genetice cu o examinare a expresiei genelor pulmonare pentru a identifica variantele genetice care controlează expresia genelor în plămâni care erau responsabile de COVID-19. Cercetătorii au identificat gene specifice și markeri # 8217 care își împărtășesc efectele asupra expresiei genelor și nivelurilor de proteine ​​cu susceptibilitate la COVID-19. Pentru analiză, aceștia au folosit bioinformatica pentru a integra: (1) un set de date genomice obținut de la pacienți care au fost infectați cu SARS-CoV-2, precum și de la indivizi neinfectați (martori) (2) seturi de date privind expresia genelor pulmonare și ale țesutului sanguin populații (non-COVID-19) și (3) un set de date proteom obținut de la donatori de sânge (non-COVID-19).

Făcând acest lucru, au descoperit că mai multe gene responsabile pentru sistemul imunitar și răspunsul # 8217s la COVID-19 sunt, de asemenea, implicate în susceptibilitatea COVID-19. Ceea ce au descoperit a fost susținut de rezultatele cercetărilor anterioare.

Căutând gene candidate în proteinele din sânge, au reușit să facă un pas mai departe în conectarea efectelor genelor la susceptibilitatea la COVID-19. Proteomica din sânge poate ajuta, de asemenea, la identificarea markerilor din sânge care pot fi ușor măsurați pentru a indica starea bolii și, potențial, pentru a monitoriza boala.

& # 8220 Prin valorificarea puterii informațiilor genomice, am identificat gene care sunt legate de COVID-19. & # 8221 a spus dr. Hernandez. & # 8220 În special, am constatat că gena ABO este un factor de risc semnificativ pentru COVID-19. O remarcă deosebită a fost relația dintre grupul sanguin ABO și riscul de COVID-19. Am arătat că relația nu este doar o asociație, ci cauzală. & # 8221

În plus față de gena ABO, dr. Hernandez și colegii au constatat că persoanele care poartă anumite variante genetice pentru SLC6A20, ERMP1, FCER1G și CA11 prezintă un risc semnificativ mai mare de a contracta COVID-19. & # 8220 Aceste persoane ar trebui să fie extrem de prudente în timpul pandemiei. Aceste gene se pot dovedi, de asemenea, a fi buni markeri pentru boli, precum și potențiale ținte medicamentoase. & # 8221

Mai multe dintre genele identificate în cercetătorii și analiza # 8217 au fost deja legate de boli respiratorii. De exemplu, ERMP1 a fost legat de astm. CA11 poate crește, de asemenea, riscul COVID-19 pentru persoanele cu diabet zaharat.

Asocierile genetice pentru COVID-19 și expresia genelor și proteinelor au fost combinate utilizând genomică integrativă (IG). IG își propune să identifice mecanisme (de exemplu: niveluri de expresie genică) care leagă efectele codului genetic de o boală complexă. Aceste metode, deși complexe, sunt de asemenea rapide, iar rezultatele lor pot ajuta cercetătorii să acorde prioritate genelor candidate pentru testarea in vitro (în laborator) și in vivo (în organismele vii).

Dr. Hernandez a adăugat: & # 8220 Cercetările noastre au progresat de la momentul în care am efectuat prima analiză. Am identificat acum candidați și mai interesanți pentru COVID-19, cum ar fi IL10RB, IFNAR2 și OAS1. Aceste gene au fost legate de COVID-19 sever. Rolul lor în răspunsul imun la infecții virale și dovezile crescânde sugerează că acești candidați și rolul lor în COVID-19 ar trebui să fie investigați în continuare. & # 8221

Referință: & # 8220 Analiza genomică integrativă evidențiază factorii potențiali de risc genetic pentru Covid-19 & # 8221 de AI Hernandez Cordero, X. Li1, S. Milne, C. Yang, Y. Bossé, P. Joubert, W. Timens, M. Van den Berge, D. Nickle, K. Hao și DD Sin, 3 mai 2021, Conferința internațională ATS 2021.
Abstract


Studiul identifică o nouă genă „ascunsă” în virusul COVID-19

Credit: Domeniul public Pixabay / CC0

Cercetătorii au descoperit o nouă genă „ascunsă” în SARS-CoV-2 - virusul care provoacă COVID-19 - care ar fi putut contribui la biologia sa unică și la potențialul pandemic. Într-un virus care are doar aproximativ 15 gene în total, știind mai multe despre aceasta și alte gene suprapuse - sau „gene din gene” - ar putea avea un impact semnificativ asupra modului în care combatem virusul. Noua genă este descrisă astăzi în jurnal eLife.

„Genele care se suprapun pot fi unul dintre un arsenal de moduri în care coronavirusurile au evoluat pentru a se replica eficient, pentru a împiedica imunitatea gazdei sau pentru a se transmite”, a declarat autorul principal Chase Nelson, cercetător postdoctoral la Academia Sinica din Taiwan și om de știință vizitat la Muzeul American de Istorie Naturală. Știind că există gene suprapuse și cum funcționează acestea pot dezvălui noi căi pentru controlul coronavirusului, de exemplu prin intermediul medicamentelor antivirale.

Echipa de cercetare a identificat ORF3d, o nouă genă care se suprapune în SARS-CoV-2, care are potențialul de a codifica o proteină care este mai lungă decât se aștepta doar din întâmplare. Ei au descoperit că această genă este prezentă și într-un coronavirus pangolin descoperit anterior, reflectând probabil pierderea sau câștigul repetat al acestei gene în timpul evoluției SARS-CoV-2 și a virusurilor asociate. În plus, ORF3d a fost identificat în mod independent și s-a demonstrat că provoacă un răspuns puternic de anticorpi la pacienții cu COVID-19, demonstrând că proteina noii gene este fabricată în timpul infecției umane.

„Nu știm încă funcția sa sau dacă există semnificație clinică”, a spus Nelson. Dar prezicem că această genă este relativ puțin probabil să fie detectată de un răspuns al celulelor T, spre deosebire de răspunsul anticorpilor. Și poate că asta are legătură cu modul în care gena a putut să apară.

La prima vedere, genele pot părea un limbaj scris prin faptul că sunt formate din șiruri de litere (în virusurile ARN, nucleotidele A, U, G și C) care transmit informații. Dar, în timp ce unitățile de limbaj (cuvintele) sunt discrete și nu se suprapun, genele pot fi suprapuse și multifuncționale, cu informații codificate criptic în funcție de locul în care începeți să „citiți”. Genele suprapuse sunt greu de observat, iar majoritatea programelor științifice de calculator nu sunt concepute pentru a le găsi. Cu toate acestea, acestea sunt frecvente la viruși. Acest lucru se datorează parțial faptului că virușii ARN au o rată de mutație ridicată, deci tind să mențină numărul de gene scăzut pentru a preveni un număr mare de mutații. Ca urmare, virușii au dezvoltat un fel de sistem de compresie a datelor în care o literă din genomul său poate contribui la două sau chiar la trei gene diferite.

„Genele care se suprapun lipsă ne pun în pericol să trecem cu vederea aspecte importante ale biologiei virale”, a spus Nelson. "În ceea ce privește dimensiunea genomului, SARS-CoV-2 și rudele sale se numără printre cei mai lungi viruși ARN care există. Prin urmare, sunt probabil mai predispuși la" înșelăciune genomică "decât alți viruși ARN."

Înainte de pandemie, în timp ce lucra la muzeu în calitate de erudit Gerstner în bioinformatică și biologie computațională, Nelson a dezvoltat un program de computer care examinează genomurile pentru modele de schimbare genetică care sunt unice pentru genele care se suprapun. Pentru acest studiu, Nelson a făcut echipă cu colegi din instituții, printre care Universitatea Tehnică din München și Universitatea din California, Berkeley, pentru a aplica acest software și alte metode la bogăția de noi date secvențiale disponibile pentru SARS-CoV-2. Grupul speră că alți oameni de știință vor investiga gena descoperită în laborator pentru a-și defini funcția și, eventual, pentru a determina ce rol ar fi putut juca în apariția virusului pandemic.


Prezentare generală a convențiilor de denumire pentru variantele SARS-CoV-2

Clasificări multiple ale diversității genetice a SARS-CoV-2 s-au dezvoltat în cadrul organizațiilor de cercetare și de sănătate publică, rezultând mai multe denumiri pentru fiecare variantă. Cercetătorii subliniază importanța referirii la variante prin numele lor științifice, în loc să folosească termeni geografici pentru a evita stigmatizarea oamenilor și locurilor și pentru a reduce confuzia, deoarece variantele sunt detectate la nivel global. 5 Acest raport se referă la variante cu convenții de denumire multiple (Tabel). O convenție principală descrisă de Rambaut și utilizată de software-ul Pangolin atribuie nume bazate pe relațiile evolutive ale virușilor [JMR1] [AT2] (de exemplu, B.1.1.7). 6 Altul, proiectul Nextstrain de genomică, clasifică diversitatea genetică a SARS-CoV-2 în diferite clade, care sunt grupuri de viruși similari pe baza legăturii lor filogenetice, cu 11 clade denumite până acum: 19A, 19B, 20B, 20C, 20D , 20E (EU1), 20F, 20G, 20H / 501Y.V2, 20I / 501Y.V1 și 20J / 501Y.V3. Inițiativa globală privind partajarea tuturor datelor gripale (GISAID) folosește, de asemenea, un sistem de clade care diferă de Nextstrain (de exemplu, clada 20B pentru Nextstrain clade GR pentru GISAID). Public Health England folosește nomenclatura „VOC 202012/01” în care VOC înseamnă „varianta de îngrijorare”, numerele includ o referință la anul și luna descoperirii și numărul variantei (01). 7 Nomenclatura ‘501Y.V2’ se referă la o substituție în locul 501 al aminoacidului proteinei vârf SARS-CoV-2 folosită de echipa care a identificat varianta.


Oamenii de știință identifică genele asociate cu riscul COVID-19

TORONTO - Oamenii de știință spun că au identificat un grup de gene care pot crește semnificativ riscul de a dezvolta COVID-19.

Noile cercetări, prezentate vineri la Conferința internațională ATS 2021, sugerează că a avea variante de risc genetic în gena ABO, printre altele, ar putea crește șansele de a contracta SARS-CoV-2, virusul care provoacă COVID-19.

Potrivit unui comunicat de presă, Ana Hernandez Cordero, colegă postdoctorală la Centrul pentru inovație pulmonară cardiacă de la Universitatea din Columbia Britanică, și colegii ei au folosit „genomica integrativă combinată cu proteomica pentru a identifica” aceste gene.

Hernandez Cordero a explicat în comunicat că cercetarea genomică identifică acele gene care joacă un rol în dezvoltarea unei boli, în timp ce proteomica face același lucru și pentru proteine. Ea spune că analiza ambelor le-a oferit cercetătorilor o imagine mai largă a proceselor bolii în raport cu COVID-19.

„ADN-ul este o moleculă mare și complexă, astfel încât asociațiile genetice singure nu pot identifica exact gena responsabilă pentru COVID-19”, a spus Hernandez Cordero. „Cu toate acestea, prin combinarea informațiilor genetice COVID-19 cu expresia genelor și seturile de date proteomice, ne putem da seama ce gene conduc relația cu COVID-19.”

Potrivit comunicatului, cercetătorii au folosit informații genetice combinate cu o examinare a expresiei genei pulmonare pentru a identifica variantele genetice responsabile de infecția COVID-19.

Cercetătorii spun că au găsit gene specifice care își împărtășesc efectele asupra expresiei genelor și nivelurilor de proteine ​​cu susceptibilitate la COVID-19.

Cercetătorii au analizat ulterior acest lucru folosind bioinformatica pentru a integra setul de date genomic al pacienților cu COVID-19 și indivizii neinfectați, seturile de date privind expresia genei țesutului sanguin din populațiile clinice și un set de date proteom obținut de la donatorii de sânge neinfectați cu COVID-19.

În acest sens, cercetătorii au raportat că „mai multe gene” responsabile de răspunsul sistemului imunitar la COVID-19 sunt implicate și în susceptibilitatea COVID-19. Studiul a menționat că acest lucru a fost susținut de cercetări anterioare.

Cu toate acestea, căutarea acestor gene în proteinele din sânge a făcut concluziile cu un pas mai departe decât studiile anterioare în conectarea efectelor genelor la susceptibilitatea la COVID-19.

"Prin valorificarea puterii informațiilor genomice, am identificat gene care sunt legate de COVID-19", a declarat Hernandez Cordero în comunicat.

„În special, am constatat că gena ABO este un factor de risc semnificativ pentru COVID-19. O remarcă deosebită a fost relația dintre grupul sanguin ABO și riscul COVID-19. Am arătat că relația nu este doar o asociație, ci cauzală ”, a explicat ea.

În plus față de gena ABO, cercetătorii au descoperit că cei cu anumite variante genetice pentru SLC6A20, ERMP1, FCER1G și CA11 prezintă un risc semnificativ mai mare de a contracta COVID-19.

Hernandez Cordero a declarat că cercetarea lor a progresat de la prima efectuare a analizei și de atunci au identificat variante genetice pentru IL10RB, IFNAR2 și OAS1, de asemenea, legate de COVID-19 sever.

Conform comunicatului, multe dintre aceste gene au fost deja legate de boli respiratorii, inclusiv gena ERMP1 și astm.

Cercetătorii au avertizat că persoanele cu aceste gene ar trebui să folosească & quotxtreme precauție în timpul pandemiei. & Quot

Hernandez Cordero a spus că identificarea acestor gene poate ajuta la furnizarea de potențiale ținte de droguri pentru tratamentul COVID-19.

„Aceste gene au fost legate de COVID-19 sever. Rolul lor în răspunsul imun la infecțiile virale și dovezile crescânde sugerează că acești candidați și rolul lor în COVID-19 ar trebui să fie investigați în continuare ", a spus Hernandez Cordero.


Provocări unice ale colectării datelor genomice în timpul pandemiei

Fiecare nou caz pozitiv de COVID-19 oferă un alt punct valoros de date pentru studiile genomice. Dar dacă pandemia scade semnificativ, este posibil ca unele studii să nu fie finalizate niciodată. „În anumite privințe jucăm un joc ciudat, deoarece cel mai bun scenariu ar fi dacă nu putem obține suficiente date, deoarece nu au fost suficiente cazuri”, spune Tung.

Deocamdată, natura în mișcare rapidă a pandemiei și infecția în sine reprezintă provocări unice. Pentru studiul lor, Chung’s și colegii ei au identificat deja mii de cazuri pozitive, pe care le consimt de la distanță. De mai multe ori, coordonatorii au chemat potențiali subiecți ai studiului după ce au fost externați, doar pentru a afla că au murit.

Chung, care și-a pivotat propria lucrare asupra bolilor rare pentru a contribui la cercetarea COVID-19, spune că simte un sentiment imens de urgență. „Ne gândim la ceea ce putem învăța în două săptămâni, nu la ceea ce putem învăța în doi ani”, spune Chung. „Literal, echipele mele lucrează șapte zile pe săptămână, 16 ore pe zi.”

Aceeași problemă care a împiedicat eforturile de stopare a răspândirii coronavirusului - lipsa unor teste pe scară largă - complică și cercetarea pentru a înțelege biologia sa. De exemplu, tocmai în această săptămână, New York City a adăugat la numărul său de morți peste 3.700 de persoane, despre care se presupunea că au murit din cauza coronavirusului, dar care nu au avut niciodată rezultate pozitive. „Dacă nu avem teste pe scară largă, atunci nu mă pot baza pe asta pentru a-mi spune că cineva a fost pozitiv sau nu”, spune Duggal.

Dacă oamenii de știință reușesc să identifice genele care prezic efectele cele mai devastatoare ale infecției, aceștia ar putea tria mai eficient pacienții care au nevoie de asistență medicală. Dacă vor avea noroc, ar putea chiar să descopere gene care fac ca unele persoane să fie rezistente, oferindu-le întoarcerea la normalitate pe care o doresc atât de mulți oameni. Până în prezent, nu există dovezi în acest sens.

„Nu sunt convins că aceasta va fi ultima dintre aceste crize de boli infecțioase”, spune Chung. „Cred că ceea ce încercăm să facem este să învățăm ce putem pentru această condiție. . . și să dobândească o mai bună înțelegere a răspunsului imun și, în general, la modul în care luptăm împotriva infecțiilor. ”


Ce ținte genetice asociate cu noul coronavirus (SARS-CoV-2) au fost identificate până acum? - Biologie

O pandemie în curs de desfășurare a bolii coronavirus (COVID-19) este cauzată de infecția cu sindrom respirator acut sever coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Caracterizarea histopatologiei și localizării celulare a SARS-CoV-2 în țesuturile pacienților cu COVID-19 fatal este esențială pentru a înțelege în continuare patogeneza și transmiterea acesteia și pentru măsurile de prevenire a sănătății publice. Raportăm descoperiri clinicopatologice, imunohistochimice și microscopice electronice în țesuturi din 8 cazuri fatale confirmate de laborator de infecție cu SARS-CoV-2 în Statele Unite. Toate cazurile, cu excepția unu, au fost la rezidenți ai unităților de îngrijire pe termen lung. La acești pacienți, SARS-CoV-2 a infectat epiteliul căilor respiratorii superioare și inferioare cu leziuni alveolare difuze ca patologie pulmonară predominantă. SARS-CoV-2 a fost detectabil prin imunohistochimie și microscopie electronică în conductele respiratorii, pneumocite, macrofage alveolare și un ganglion limfatic ilar, dar nu a fost identificat în alte țesuturi extrapulmonare. Co-infecțiile virale respiratorii au fost identificate în 3 cazuri 3 cazuri au prezentat dovezi ale co-infecției bacteriene.

Pandemia globală în curs de desfășurare a bolii coronavirusului (COVID-19), cauzată de sindromul respirator acut sever coronavirus 2 (SARS-CoV-2), a fost identificată în Wuhan, provincia Hubei, China și s-a răspândit rapid în întreaga lume (1,2). Începând cu 18 mai 2020, datele oficiale ale Organizației Mondiale a Sănătății au raportat 4.628.903 cazuri confirmate și 312.009 decese (2).La 20 ianuarie 2020, Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC) au confirmat un caz în Statele Unite de atunci, toate cele 50 de state americane, Districtul Columbia, Guam, Puerto Rico, Insulele Mariana de Nord și Insulele Virgine SUA au confirmat cazuri de COVID-19 (24).

Coronavirusurile sunt virusuri ARN învelite, cu catenă pozitivă, care infectează multe animale, viruși adaptați la om probabil sunt introduși prin transmiterea zoonotică din rezervoarele animalelor (5,6). Cele mai cunoscute coronavirusuri umane sunt asociate cu boli ușoare ale căilor respiratorii superioare. SARS-CoV-2 aparține grupului de betacoronavirusuri care include coronavirusul sindromului respirator acut sever (SARS-CoV) și sindromul respirator din Orientul Mijlociu coronavirus (MERS-CoV), care poate infecta tractul respirator inferior și poate provoca un sindrom respirator sever și fatal în oameni (7). SARS-CoV-2 are & gt 79,6% similaritate în secvența genetică cu SARS-CoV (5).

SARS-CoV-2 este extrem de transmisibil la om ratele de mortalitate pentru COVID-19 variază și sunt mai mari la vârstnici și la persoanele cu afecțiuni subiacente sau imunosupresie (8,9). Cunoștințele actuale despre patogeneza și patologia COVID-19 în decese se bazează pe un număr mic de cazuri descrise și extrapolări din ceea ce se știe despre alte coronavirusuri similare, cum ar fi SARS-CoV și MERS-CoV (1018). Evaluarea patologică și determinarea distribuției virusului și a localizării celulare în țesuturi este crucială pentru elucidarea patogeniei acestor infecții fatale și poate ajuta la îndrumarea dezvoltării contramăsurilor terapeutice și preventive. Raportăm caracteristicile histopatologice și detectarea virusului în țesuturi prin imunohistochimie (IHC) și microscopie electronică (EM) din 8 cazuri fatale confirmate de COVID-19 în Statele Unite.

Materiale și metode

Studiați pacienții și colectarea datelor

Ca parte a răspunsului la sănătatea publică la COVID-19, filiala CDC a patologiei bolilor infecțioase (Divizia de patogeni și patologii cu consecințe ridicate, Centrul național pentru boli infecțioase emergente și zoonotice) a fost consultată cu privire la autopsiile a 8 pacienți cu dovezi de laborator ale SARS- CoV-2 prin transcripție inversă PCR (RT-PCR) pe probe de tampon respirator colectate înainte sau după moarte. Am analizat dosarele medicale disponibile și rapoartele preliminare de autopsie pentru informații cu privire la datele demografice, istoricul simptomelor, condițiile subiacente, testarea bolilor infecțioase, rezultatele studiului imagistic, tratamentul și asistența avansată de susținere primită și data decesului. Această investigație a fost revizuită în conformitate cu procedurile de revizuire a subiecților umani ai CDC și sa stabilit că nu respectă definiția cercetării.

Histopatologie și imunohistochimie

Am efectuat pete de hematoxilină-eozină de rutină pentru evaluarea histopatologică. Am efectuat un test IHC pentru SARS-CoV-2 folosind un anticorp policlonal de iepure crescut împotriva nucleocapsidei SARS-CoV (Novus Biologicals, https://www.novusbio.com) (19) la diluarea 1: 100 și un kit Mach 4 Universal Polymer AP (Biocare Medical, https://biocare.net) cu cromogen roșu permanent (Cell Marque / Millipore Sigma, https://www.cellmarque.com). Am pretratat diapozitivele cu recuperarea epitopului indusă de căldură cu un tampon pe bază de citrat (Biocare Medical). Am efectuat controale negative corespunzătoare în paralel, folosind ser normal de iepure în locul anticorpului primar. Am validat reactivitatea încrucișată a anticorpului anti-SARS-CoV cu SARS-CoV-2 prin testarea controalelor create din celule Vero infectate cu SARS-CoV-2 încorporate cu țesuturi umane normale, am folosit acest control ca control pozitiv pentru testele IHC ulterioare. Anticorpul nucleocapsidic SARS-CoV nu a reacționat încrucișat cu virusul gripal A (H1N1), virusul gripal B, virusul sincițial respirator, virusul parainfluenza tip 3, coronavirus uman (HCoV) 229E sau MERS-CoV în probele de țesut confirmate de PCR. Pentru cazurile cu bronhopneumonie, am efectuat teste IHC pentru agenți bacterieni folosind un anticorp monoclonal de șoarece crescut împotriva Streptococcus pneumoniae dar se știe că detectează și altele streptococ spp. și un iepure policlonal anti-Klebsiella pneumoniae anticorp (ambii de la Thermo Fisher, https://www.thermofisher.com) cunoscut pentru a detecta și alte bacterii gram-negative (Escherichia coli, Haemophilus influenzae, și Pseudomonas spp.).

Pentru testele dublu colorate, am folosit sistemul Envision G / 2 Double Stain System, Rabbit / Mouse (DAB Permanent Red) de la Agilent Technologies (https://www.agilent.com). Am folosit anticorpi împotriva CD163 (Leica Biosystems, https://www.leicabiosystems.com) sau a surfactantului apoproteină A (Dako, https://www.agilent.com), urmat de anticorpul anti-SARS-CoV nucleocapsid (Novus Biologicals ). Am efectuat toate testele conform instrucțiunilor producătorului. Am folosit celule Vero infectate cu SARS-CoV-2 ca martor pozitiv și am utilizat cazuri non-COVID-19 și ser normal de iepure în locul anticorpului primar ca martori negativi.

Microscopie electronică

Am obținut probe de căi respiratorii superioare și țesut pulmonar din probe fixate în formalină, le-am tăiat în cuburi, le-am clătit cu 0,1 mmol / L tampon fosfat, le-am fixat cu 2,5% glutaraldehidă și le-am clătit în tampon fosfat. În plus, am îndepărtat probele de țesut din zonele corespunzătoare imunocolorării pozitive a SARS-CoV-2 din blocuri de parafină cu un pumn de 2 mm sau din secțiuni de 4 μm pe lamele de sticlă, am deparafinat probele în xilen și le-am rehidratat. Am prelucrat țesuturi pentru transmisie EM așa cum s-a descris anterior (20). Am scufundat secțiunile încorporate în rășină epoxidică în apă clocotită, le-am scos din lamele cu o lamă de ras și am tăiat zonele de interes și le-am lipit pe un bloc EM gol. Am colorat secțiuni EM cu acetat de uranil și citrat de plumb și le-am examinat cu un microscop electronic Thermo Fisher / FEI Tecnai Spirit sau Tecnai BioTwin.

RT-PCR

Am extras acizi nucleici din țesuturi încorporate în parafină fixate în formalină (FFPE) și le-am evaluat printr-o RT-PCR convențională care vizează în mod specific gena nucleocapsidă a SARS-CoV-2 (J. Bhatnagar, date unpub.) Și RT- în timp real PCR / PCR care vizează alți agenți patogeni respiratori, inclusiv virusurile gripale, virusul sincițial respirator, virusurile parainfluenza umane și Streptococcus pneumoniae, așa cum a fost descris anterior (21,22). Testul de nucleocapsidă SARS-CoV-2 detectează SARS-CoV-2 și SARS-CoV, dar nu amplifică MERS-CoV și alte coronavirusuri umane comune, inclusiv alfacoronavirus (HCoV-NL63) și betacoronavirus (HCoV-HKU1).

Rezultate

Date clinice

Dintre cei 8 pacienți-caz, 7 erau rezidenți ai unei instituții de îngrijire pe termen lung (LTCF) din statul Washington (Tabelul 1) (23,24). Șapte (87,5%) erau albi, non-hispanici. Vârsta medie a celor 8 pacienți-caz a fost de 73,5 ani 2 au avut vârsta de peste 65 de ani. Numărul mediu de zile de la debutul bolii până la deces a fost de 12,5 (interval 6-15). Semnele și simptomele frecvente raportate au inclus febră (75%), tuse (62,5%) și dificultăți de respirație (62,5%). Toți pacienții au prezentat rezultate anormale la radiografiile toracice. Pacienții cu caz au fost spitalizați cu toții pentru o medie de 3,5 zile. Șase (75%) pacienți au primit ventilație mecanică 2 au primit îngrijiri de confort. Condițiile medicale subiacente au fost identificate la toți pacienții cu hipertensiune arterială (75%), boli renale cronice (75%), boli cardiovasculare (75%), obezitate (62,5%) și diabet (50%) au fost cele mai frecvente afecțiuni raportate.

Histopatologie, imunohistochimie și microscopie electronică

Figura 1. Histopatologie pulmonară în cazurile de boală coronavirus fatală cauzate de infecția coronavirus 2 sindrom respirator acut sever. A) Pacientul nr. 5: traheită caracterizată prin inflamație mononucleară moderată în submucoasă (mărire originală.

Figura 2. Constatări histopatologice asociate cu afecțiuni subiacente în boala coronavirus fatală. A) Pacientul nr. 2: plămân, macrofage încărcate cu hemosiderină (pigment maro, jos stânga) și antracoză (pigment negru, sus dreapta) la un pacient cu.

Rezultatele histopatologice și rezultatele testelor efectuate pe țesuturile FFPE au arătat că traheobronșita ușoară până la moderată a fost prezentă în mod constant și caracterizată prin inflamație mononucleară, cu denudare epitelială și congestie submucoasă (Tabelul 2 Figura 1, panourile A, B). Patologia pulmonară predominantă a fost faza acută de afectare alveolară difuză (DAD), faze de organizare sau ambele au fost prezente la 7 (87,5%) din 8 pacienți. Au fost observate descuamarea pneumocitelor și prezența membranelor hialine, edem alveolar și depozite de fibrină, hiperplazie pneumocitară de tip II și infiltrate alveolare, inclusiv macrofage alveolare crescute (Figura 1, panourile C, D). Metaplazia scuamoasă și pneumocitele atipice au fost prezente la 3 pacienți, iar celulele multinucleate rare au fost prezente la 1 pacient (pacientul nr. 1) (Figura 1, panoul E) nu s-au văzut incluziuni virale definitive. Un pacient-caz fără DAD (pacientul nr. 7) a avut bronhopneumonie difuză cu umplere a spațiilor alveolare prin inflamație mixtă cu neutrofile abundente (Figura 1, panoul F). Trei pacienți suplimentari au avut bronhopneumonie focală și leucocite pulmonare intravasculare crescute. Au fost observate macrofage încărcate cu hemosiderină (4/8), hemoragie (4/8), aspirație de mucus (3/8), emfizem (2/8) și microtrombi (1/8) (Figura 2). Antracoza, frecventă la persoanele în vârstă ca urmare a acumulării cronice de carbon, a fost prezentă în plămâni și în ganglionii limfatici ilari pulmonari în toate cazurile. În 6 cazuri, ganglionii limfatici au prezentat și histiocitoză sinusală și hemofagocitoză în sinusurile subcapsulare. Constatări patologice remarcabile în țesuturile extrapulmonare au inclus dovezi ale bolii renale cronice (5/8), leziuni tubulare acute renale (3/8), steatoză hepatică (4/8) și ciroză (1/8) și fibroză miocardică focală (3 / 8) (Figura 2). În niciun caz nu s-au observat miocardite sau necroze miocardice și nici modificări histopatologice notabile la nivelul intestinului. Țesuturile cerebrale nu au fost disponibile pentru evaluare histopatologică sau testare.

Figura 3. Imunomarcarea sindromului respirator acut coronavirus 2 sever în țesuturile pulmonare din cazurile de boală coronavirus fatală. A) Pacientul nr. 5: imunocolorarea împrăștiată a celulelor epiteliale traheale (mărire originală × 40). B) Pacient.

Am detectat SARS-CoV-2 de către IHC în căile respiratorii superioare la 4/8 (50%) pacienți și la plămâni la 7/8 (92%) pacienți. Am observat imunocolorarea antigenelor virale în căile respiratorii superioare și epiteliul bronșiolar, epiteliul glandei submucoase și în pneumocitele de tip I și tip II, macrofagele alveolare și membranele hialine din plămân (Figura 3, panourile A-C, F). Căile respiratorii superioare și țesuturile pulmonare de la toți cei 8 pacienți au fost pozitive prin SARS-CoV-2 RT-PCR. Colorarea dublă cu surfactant a arătat colocalizarea antigenului SARS-CoV-2 cu pneumocite de tip II (Figura 3, panoul D) colorarea dublă cu CD-163 a arătat colocalizarea antigenului viral cu macrofage (Figura 3, panoul E). De asemenea, am găsit imunocolorarea virală în macrofagele împrăștiate în ganglionul hilar de la 1 pacient cu imunosupresie severă cu antecedente de transplant de organe solide (Figura 3, panoul G). Nu am detectat SARS-CoV-2 de IHC în inimă, ficat, rinichi, splină sau intestin de la niciun pacient.

Șase (75%) din 8 pacienți au avut fie co-infecții virale, fie bacteriene, dar nu ambele, identificate prin IHC, PCR sau ambele în plus față de SARS-CoV-2. Testarea PCR respiratorie virală a detectat coinfecția virusului parainfluenza tip 3 în căile respiratorii superioare și țesutul pulmonar la 2/8 (25%) pacienți și coinfecția virusului gripal B în căile respiratorii superioare la 1 caz pacient. Trei (75%) din cei 4 pacienți cu SARS-CoV-2 și bronhopneumonie au avut imunocolorare pentru streptococ spp. Doi dintre acești pacienți au avut neumococ streptococ spp. confirmat prin testarea PCR.

Figura 4. Caracteristicile ultrastructurale ale sindromului respirator acut sever coronavirus 2 infecție pulmonară în boala coronavirus fatală. A) Sus: spațiu alveolar care conține virioni extracelulari (săgeți) cu proiecții de suprafață proeminente. Partea de jos: grup de virioni.

Figura 5. Caracteristicile ultrastructurale ale sindromului respirator acut sever infecția cu coronavirus 2 în căile respiratorii superioare ale unui caz de boală coronavirus fatală din țesutul încorporat în parafină fixată în formalină (FFPE). Particule virale asociate cu cilii.

Examinarea EM a țesuturilor respiratorii a arătat virioni cu proiecții de suprafață proeminente (vârfuri) caracteristice familiei Coronaviridae. În plămân, virionii extracelulari liberi în spațiul alveolar au avut, în medie, 105 nm în diametru, inclusiv proiecțiile de suprafață (Figura 4, panoul A). În căile respiratorii superioare, virionii au fost observați extracelular printre cilii și în citoplasma celulelor epiteliale respiratorii (Figura 4, panoul B Figura 5). Virionii intracelulari în pneumocitele de tip II (Figura 4, panourile C, D) și în veziculele citoplasmatice sau fagomii macrofagelor alveolare (Figura 4, panoul E) aveau, în medie, 75 nm în diametru și nu aveau vârfuri proeminente. Particulele virale au fost, de asemenea, găsite asociate cu fibrină sau membrane hialine în spațiile alveolare (Figura 4, panoul F).

Discuţie

Distincția clinică între SARS-CoV-2 și alte infecții virale respiratorii este dificilă, deoarece există caracteristici clinice suprapuse caracterizate prin boli febrile cu tuse care durează câteva zile înainte de a trece la pneumonie acută. În plus, persoanele cu SARS-CoV-2 și alte infecții virale respiratorii pot avea simptome atipice sau minime (2527). În afară de insuficiența respiratorie, în special la pacienții cu boli severe, au fost descriși oboseală, mialgie sau artralgie, frisoane, disfuncții hepatice și renale, limfocitopenie, leucopenie, trombocitopenie și biomarkeri inflamatori crescuți (5,28,29).

Leziunile histopatologice atribuite direct virusului în aceste cazuri s-au limitat la țesuturile respiratorii, constatarea predominantă a fost DAD, cu diferite niveluri de progresie și severitate. Nu am văzut nicio corelație clară a fazei patologice a DAD cu durata simptomelor cunoscute, care ar putea fi rezultatul nerecunoașterii simptomelor timpurii la rezidenții vârstnici ai LTCF și subestimării duratei bolii. Împreună, descoperirile histopatologice, IHC și EM din acest raport oferă o perspectivă asupra patogenezei SARS-CoV-2. Testarea IHC, inclusiv colorarea dublă cu surfactant, și EM au confirmat tropismul viral pentru pneumocitele pulmonare II. Observațiile ultrastructurale sunt în concordanță cu rapoartele anterioare de infecție cu SARS-CoV, cu excepția faptului că nu au fost detectate nici vezicule cu membrană dublă, nici incluziuni de nucleocapsidă (15,20). Antigenul viral a fost observat și în epiteliul respirator al căilor respiratorii conducătoare (traheea, bronhiile și bronșiolele) și ocazional în macrofagele alveolare infecția acestor tipuri de celule poate fi esențială în replicarea și traficul viral. Epiteliul respirator este unul dintre primele tipuri de celule întâlnite de virusul inhalator. Antigenele SARS-CoV-2 au fost detectate de IHC în celulele epiteliale ciliate de la 50% dintre acești pacienți și până la 16 zile de la apariția simptomului cunoscut. Analiza ultrastructurală a arătat numeroase particule virale extracelulare de-a lungul suprafeței ciliate și în interiorul celulelor epiteliale coloane ciliate. Aceste constatări confirmă rapoartele privind încărcăturile virale ridicate în căile respiratorii superioare și susțin potențialul persoanelor infectate cu SARS-CoV-2 de a transmite cu ușurință virusul, cu eliminare virală prelungită și continuată în cazurile severe (30,31).

Caracteristicile patologice generale în aceste 8 decese COVID-19 au fost similare cu cele observate în infecțiile cu SARS-CoV și MERS-CoV și în rapoartele disponibile COVID-19 (1015,18,20,32). Cu toate acestea, cantitatea de antigen viral detectată de IHC în țesutul pulmonar din aceste cazuri este mai mare decât ceea ce am văzut în SARS și MERS (16,18) cazuri depuse la laboratorul nostru și detectarea sa extinsă în celulele epiteliale ale căilor respiratorii superioare este unică printre aceste coronavirusuri extrem de patogene (33). În plus față de efectele virale directe asupra țesuturilor, răspunsul imun la infecția virală joacă probabil un rol major în determinarea rezultatului clinic, iar declinul acut la pacienții cu COVID-19 a fost legat de o furtună de citokine mediată imun (34). Evaluarea preliminară a populațiilor de celule imune din țesuturile respiratorii din aceste 8 cazuri a relevat limfocite T abundente în căile respiratorii superioare și parenchimul pulmonar, cu limfocite B în număr mai mic și predominând în zone de agregate limfoide (datele nu sunt prezentate). Este necesară o investigație suplimentară asupra rolurilor acestor populații de celule în COVID-19. La 6 din cei 8 pacienți, histiocitoza sinusală și hemofagocitoza au fost observate în ganglionii limfatici ilari. Cu toate acestea, antigenele SARS-CoV-2 au fost detectate de IHC la macrofagele ganglionare ilare de la un singur pacient imunosupresat. Ganglionii limfatici sunt situri cheie pentru recunoașterea imunității și eliminarea agenților patogeni respiratori. Elucidarea răspunsului imun și a efectelor imunosupresiei asupra infecției cu SARS-CoV-2 este, prin urmare, de o importanță fundamentală.

SARS-CoV-2 folosește receptorul enzimei de conversie a angiotensinei 2 (ACE2) pentru a facilita intrarea virală în celulele țintă. ACE2 este exprimat în mai multe țesuturi din tot corpul, inclusiv pneumocite de tip II, celule miocardice, colangiocite, enterocite și epiteliu mucosal oral (5,35,36). Cu toate acestea, printre acești pacienți, antigenele SARS-CoV-2 nu au fost detectate în țesuturile extrapulmonare în afară de ganglionii hilari, iar descoperirile patologice din alte țesuturi au fost atribuite altor condiții concurente de bază. Unele dintre condițiile care stau la baza acestor pacienți (de exemplu, hipertensiune arterială, BPOC) sunt asociate cu reglarea în sus a receptorilor ACE2 posibilă corelație a acestor afecțiuni cu severitatea COVID-19 justifică explorarea ulterioară (5,28,37). Au fost descrise cardiomiopatia COVID-19 și moartea cardiacă acută în timpul rezolvării clinice a bolii pulmonare (24,38). Cu toate acestea, nu am observat nicio dovadă de miocardită sau necroză miocardică în țesuturile celor 8 pacienți-caz examinați. Au fost raportate anomalii de coagulare și probleme de perfuzie vasculară pulmonară fără DAD la unii pacienți cu COVID-19 (39,40), și am văzut microtrombi în plămâni de la 1 caz-pacient care nu avea DAD, dar avea bronhopneumonie bacteriană severă. Aceste complicații cardiovasculare diferite și potențial severe ale COVID-19 justifică o investigație suplimentară asupra mecanismelor specifice ale leziunilor cardiovasculare induse de SARS-CoV-2, tulburări homeostatice sau ambele.

Studiile clinice au raportat creșterea enzimelor hepatice la pacienții cu COVID-19 (28,29). Lipsa detectării virale de către IHC în ficat în această investigație sugerează că pentru acești pacienți, biomarkerii anormali ai leziunilor hepatice pot să nu fie rezultatul infecției virale directe a hepatocitelor.Simptomele gastrointestinale nu sunt de obicei o caracteristică proeminentă a COVID-19, dar au fost raportate, iar SARS-CoV-2 a fost detectat în probele fecale (4143). Cu toate acestea, nu au fost detectate rezultate histopatologice sau antigene SARS-CoV-2 în țesuturile gastro-intestinale, iar diareea a fost raportată doar pentru 1 dintre acești pacienți.

Am identificat co-infecții virale în țesuturile tractului respirator superior de la 3 pacienți, inclusiv 2 cu virusul parainfluenza 3 și 1 cu virusul gripal B, dar contribuția acestor co-infecții la bolile pulmonare și la rezultatele fatale este necunoscută. Deși am identificat infecții respiratorii inferioare streptococice la 3 pacienți, niciuna nu a fost cauzată de Streptococcus pneumoniaeși nu a existat o corelație strictă a acestor infecții cu ventilația mecanică în rândul acestor pacienți. Deoarece 7 din 8 pacienți-caz discutați în acest raport au fost rezidenți ai unui LTCF, expunerile și riscurile lor pentru co-infecții virale și bacteriene pot fi diferite de cele pentru alți pacienți. Puține infecții bacteriene dobândite în comunitate au fost raportate la pacienții cu boală critică cu COVID-19, dar co-infecțiile nu sunt raportate frecvent cu SARS și MERS (17,32,44). Co-infecțiile pot juca un rol cheie în creșterea susceptibilității și a bolii cauzate de infecția cu SARS-CoV-2 într-un cadru LTCF. O investigație suplimentară asupra acestei asociații și caracterizarea agenților etiologici cel mai frecvent implicați este justificată și poate contribui la îmbunătățirea managementului general al bolii COVID-19.

Acest raport descrie localizarea specifică celulară și extracelulară a SARS-CoV-2 în țesuturile respiratorii, fără dovezi IHC ale virusului în alte țesuturi. Deși a fost raportată detectarea ARN SARS-CoV-2 în sânge sau ser (34,41), nu am găsit dovezi ale diseminării virusului sistemic la acești pacienți. Descoperirile noastre evidențiază importanța afecțiunilor subiacente și a co-infecțiilor pulmonare în COVID-19, acești factori pot întârzia sau confunda diagnosticul și pot contribui la rezultate adverse.

O limitare a acestui studiu este că 7 din 8 cazuri provin dintr-o singură unitate de asistență medicală calificată, rezultatele ar putea, prin urmare, să nu fie reprezentative pentru infecțiile SARS-CoV-2 dobândite în comunitate. Cu toate acestea, transmiterea nosocomială a virușilor este adesea paralelă cu focarele comunitare, iar înțelegerea transmiterii bolii în mediul medical este crucială (25,45). Niciunul dintre acești pacienți nu a avut diagnostice de leziuni cardiace acute, miocardită sau cardiomiopatie, astfel încât înțelegerea patogeniei leziunii cardiace cu infecție SARS-CoV-2 necesită investigații suplimentare în cazurile fatale cu dovezi de leziuni cardiace.

Nu există caracteristici clinice sau histopatologice specifice infecției cu SARS-CoV-2. Demonstrarea SARS-CoV-2 direct în țesutul pulmonar, atunci când este luată în context cu orice altă patologie prezentă, este esențială pentru evaluarea contribuției sale la mortalitate. Aici, stabilim utilitatea IHC ca modalitate de diagnostic pentru SARS-CoV-2 în țesuturile FFPE prin localizarea antigenelor virale în țesuturile respiratorii din cazurile confirmate de RT-PCR. Această metodă de diagnostic este deosebit de valoroasă pentru specimenele FFPE din cazurile în care nu a fost efectuată testarea tamponului respirator antemortem sau postmortem pentru SARS-CoV-2. De asemenea, demonstrăm identificarea virusului în țesuturi prin EM folosind diverse surse de țesut (țesut umed fixat în formalină, blocuri FFPE și diapozitive colorate). Identificarea tropismelor celulare SARS-CoV-2 în căile respiratorii reprezintă un pas crucial înainte în înțelegerea patogeniei infecției cu SARS-CoV-2 și oferă câteva informații relevante pentru dezvoltarea unor măsuri terapeutice și preventive specifice pentru combaterea COVID-19.

Dr. Martines este patolog în cadrul Diviziei de patogeni și patologii de înaltă consecință, Centrul național pentru boli infecțioase emergente și zoonotice, CDC, Atlanta, Georgia, SUA. Interesul ei principal de cercetare este în patologia și patogeneza bolilor infecțioase emergente, cu un interes deosebit în febra hemoragică virală. Dr. Ritter este patolog la Divizia de patogeni și patologie de mare consecință, Centrul național pentru boli infecțioase emergente și zoonotice, CDC, Atlanta. Interesul ei principal de cercetare este dezvoltarea de modele animale pentru boli infecțioase zoonotice și umane.

Confirmare

Mulțumim Mitesh Patel și Monica Peabody pentru aderarea la cazuri, Natalie Thornburg și Azaibi Tamin pentru furnizarea culturii de celule SARS-CoV-2 Vero și Dominique Rollin pentru pregătirea blocurilor de control ale culturii SARS-CoV-2. Mulțumim, de asemenea, Nicole Yarid și Micheline Lublin pentru colectarea de specimene Agam Rao Kaitlyn Sykes și Jessica Ferro pentru facilitarea eforturilor de colectare și coordonare a datelor și personalului de la biroul medicului examinator medical din King County pentru angajamentul lor în contextul acestei boli pandemice.

Referințe

Cifre
Mese

Data publicării originale: 21 mai 2020

1 Acești autori au contribuit în mod egal la acest articol.

2 membri ai grupului de lucru pentru patologie COVID-19: Rhonda Cole, Amanda Lewis, Pamela Fair, Lindsey Estetter.

Vă rugăm să utilizați formularul de mai jos pentru a trimite corespondență autorilor sau contactați-i la următoarea adresă:

Roosecelis Brasil Martines, Centre for Disease Control and Prevention, 1600 Clifton Rd NE, Mailstop H18-SB, Atlanta, GA 30329-4027, SUA

Comentariul a fost trimis cu succes, vă mulțumim pentru feedback.


Rezultate

Compoziția genomului

Deși un procent diferit de nucleotide a fost identificat în rândul genelor și speciilor, au fost prezente unele caracteristici comune. În special, nucleotidele G și C au fost semnificativ mai puțin prezente decât A și T, independent de speciile și genele virale (figura suplimentară 1 și tabelul 1). În general, conținutul G + C a scăzut de la prima la a treia poziție de codon. Proteina din plic a fost o excepție semnificativă, fiind prezentată de un conținut mai mare de GC3 decât CG2. Același lucru s-a putut observa în proteina matricială a HCoV-229E, MERS-CoV și SARS-CoV.

Analiza raportului probabilităților dinucleotidice a relevat o eterogenitate remarcabilă. Cu toate acestea, toate HCoV-urile au demonstrat o subreprezentare relevantă a perechii CpG. SARS-CoV-2 a fost specia cu cel mai mic CpG Rho în pp1ab și în special în secvența de codare S (CDS). Pe de altă parte, SARS-CoV-2 și SARS-CoV au fost singurele specii în care această dinucleotidă a fost supra-reprezentată în gena codificatoare E (Fig. 1). Printre HCoV care induc boli severe, MERS-CoV a demonstrat utilizarea generală mai puțin părtinitoare a acestei dinucleotide. Perechea TpA a fost, de asemenea, semnificativ subreprezentată în HCoV-229E, SARS-CoV și SARS-CoV-2 (și într-o măsură mai mică în MERS-CoV) în nucleocapsidă și ușor subreprezentată în gena S a SARS- CoV și SARS-CoV-2.

Media (punct) și intervalele de încredere de 95% (bara de erori) a Rho statistic calculat pentru fiecare pereche de dinucleotide. Perechi diferite genă-specie sunt raportate în celule diferite. Liniile întrerupte reprezintă tăieturile definite de Karling și colab. (1998).

Majoritatea celorlalte perechi de dinucleotide au fost în limitele așteptate, deși TpG a fost supra-reprezentată în pp1ab a tuturor virusurilor și în mod specific speciei pentru alte gene.

Zscore a confirmat scenariul observat, întărind faptul că CpG a fost semnificativ subreprezentat, chiar având în vedere compoziția aminoacizilor și părtinirea codonilor (figura suplimentară 2). Cu toate acestea, raportul de probabilități CpG al SARS-CoV și SARS-CoV-2 se încadrează în intervalul așteptat în genele E, diferit de ceea ce este observat de brut Rho estimare. Pe de altă parte, o supra-reprezentare a perechii ApC, CpA și TpG a fost observată în pp1ab și S, în esență, a tuturor virușilor, fiind S de HCoV-NL63 principala excepție. Primele două componente principale (PC) ale PCA bazate pe scoruri au explicat 78% și 8,9% din varianța generală și, prin urmare, au fost menținute pentru a explora datele. O separare clară a putut fi observată între proteine, în timp ce speciile virale au demonstrat o distribuție care se suprapune în mare parte (Figura 3 suplimentară). Cu toate acestea, în cadrul fiecărei gene, HCoV-urile virale ar putea fi diferențiate (Fig. 2). Inspecția încărcărilor PC1 a arătat că CpG are cea mai mare corelație pozitivă cu această componentă principală. Proteinele HCoV se distribuie de-a lungul axei PC1 urmând un model dependent de lungime. pp1ab situat la extremul cel mai negativ, urmat de S, N, M și E. Prin urmare, s-a putut observa o corelație negativă între lungimea secvenței de codare și conținutul de CpG.

Grafic de împrăștiere bazat pe primele două componente ale PCA efectuate pe Zscore (A). Diferitele proteine ​​sunt raportate în rânduri separate, în timp ce speciile virale sunt codificate în culori. Încărcările PC1 și PC2 sunt raportate în insertul din dreapta.

În cadrul fiecărei proteine, gena codificatoare pp1ab și S a SARS-CoV și SARS-CoV-2 se localizează la cea mai negativă extremă a PC1. SARS-CoV și SARS-CoV-2, împreună cu HcoV-229E, au avut valori PC1 mai mici comparativ cu alte specii din M, de asemenea, în timp ce numai SARS-CoV-2 în gena N. Dimpotrivă, au arătat cele mai mari valori în secvența de codare E.

În cel de-al doilea PC (PC2), CpA și TpA au prezentat cea mai mare corelație pozitivă și respectiv negativă (Fig. 2 și Figura suplimentară 3), în timp ce CpG a prezentat o anumită corelație negativă. SARS-CoV-2 a fost asociat cu valori mai ridicate ale PC2 în S (împreună cu SARS-CoV) și N (împreună cu HCoV-229E și SARS-CoV). Valorile ușor pozitive până la neutre au prezentat SARS-CoV-2 în genele pp1ab, respectiv M și E.

Bias codon

Analiza RSCU a evidențiat un model similar eterogen. Cu toate acestea, subreprezentarea codonului care conține dinucleotidele CpG a fost o caracteristică comună, afectând toate proteinele virale și speciile virale (Figura suplimentară 4). Cu toate acestea, SARS-CoV-2 avea doar toți acești codoni subreprezentați (sau, într-o măsură mai mică, în mod normal reprezentate) în gena pp1ab, în ​​timp ce în gena S, de asemenea, SARS-CoV și HCoV-OC43 împărtășeau această caracteristică. Dimpotrivă, un număr mai mare de codoni bogați în CpG a fost observat în gena codificatoare E.

PCA efectuat pe RSCU a evidențiat un model general mai puțin clar, prezentat de o varianță mai mică explicată de fiecare PC. Cu toate acestea, atunci când se efectuează la nivelul genei individuale, diferențierea între specii ar putea fi încă realizată. Independent de genă, majoritatea codonilor cu CpG au fost în mod tipic puternic corelați cu cel puțin unul dintre PC (Fig. 3 și Figurile suplimentare 5-9). În pp1ab, cu o singură excepție, toți codonii bogați în CpG au fost corelați pozitiv cu PC1 și PC2 (Figura 5 suplimentară). SARS-CoV-2 a fost singura specie virală cu valori foarte negative la ambele PC-uri. Dimpotrivă, MERS-CoV situat în cadranul prezentat de valori pozitive mai mari. În mod similar, SARS-CoV și SARS-CO-2 au avut valori negative PC2, în timp ce majoritatea codonilor CpG au fost corelați pozitiv cu această componentă (Fig. 3 și Figura suplimentară 5). În regiunea S, majoritatea codonilor bogați în CpG au fost corelați negativ cu PC1 și PC2. SARS-CoV-2 localizat în cadranul pozitiv al ambelor PC, în timp ce SARS-CoV a avut valori pozitive în PC2 și negative în PC1 (Figura suplimentară 6). În genele N, M și E, SARS-CoV-2 localizat în regiuni definite printr-o asociere neutră spre pozitivă cu conținutul de CpG, deși în genele M și N, corelația codonilor care conțin CpG cu PC a fost mai puțin polarizată (Figurile suplimentare 7-9 ).

Grafic de împrăștiere bazat pe primele două componente ale PCA efectuate pe RSCU. Diferitele proteine ​​sunt raportate în celule separate, în timp ce speciile virale sunt codificate în culori. Încărcările sunt reprezentate ca săgeți și a fost raportat cercul de corelație corespunzător. Elipsele de încredere de 95% din jurul clusterelor sunt, de asemenea, raportate. O reprezentare mai detaliată este furnizată în figurile suplimentare 5-9.

O utilizare diferită a codonilor între proteine ​​ar putea fi confirmată printr-o analiză eficientă a utilizării codonilor. Gena E a arătat o utilizare generală a codonilor mai mult părtinitoare (Nc mai mic) în comparație cu alte proteine ​​virale și cu secvențele de codificare a gazdei. Printre HCoV, MERS-CoV, SARS-CoV și SARS-CoV-2 au prezentat un Nc mai mare, suprapunându-se complet cu cel gazdă în toate regiunile de codificare cu excepția E. HCoV-HKU1, HCoV-NL63 și într-o măsură mai mică HCoV-OC43 și HCoV-229E au avut un Nc mai mic, distinct de gazdă, deși au existat excepții pentru perechile specifice specii-gene (Fig. 4).

Cifra din stânga: Boxplot care raportează valorile Nc și Nc ′ ale speciilor HCoV (codificate în culori). Pentru comparație, distribuția valorii gazdei (în gri) este raportată în apropierea fiecărei gene. Figura corectă: Scatterplot raportează relația dintre conținutul Nc și Nc ′ și GC3 al secvențelor de codare HCoV. Proteinele HCoV au fost codificate în culori, în timp ce genele pulmonare gazdă au fost raportate în gri. Linia reprezentând valorile Nc așteptate, care ar rezulta din compoziția GC3 fiind singurul factor care influențează prejudecățile de utilizare a codonilor, a fost suprapusă.

Nc 'a fost semnificativ mai mare în comparație cu Nc, ducând la valori chiar mai mari decât cele ale genelor umane din regiunea de codificare pp1ab și S, mărturisind că compoziția nucleotidică a genomului viral a avut un efect relevant asupra prejudecății codonilor. Cu toate acestea, chiar și după contabilizarea acestei componente, numărul efectiv de codoni s-a deviat de la ceea ce se aștepta numai pe baza compoziției GC3 (Fig. 4).


Referințe

Grupul de studiu Coronaviridae al Comitetului internațional pentru taxonomia virusurilor. Specia coronavirusului legat de sindromul respirator acut sever: clasificarea 2019-nCoV și denumirea acestuia SARS-CoV-2. Nat. Microbiol. 5, 536–544 (2020). Cea mai recentă actualizare a taxonomiei coronavirusului de către Comitetul internațional pentru taxonomia virusurilor după apariția SARS-CoV-2. A inventat numele de virus SARS-CoV-2.

Corman, V. M., Muth, D., Niemeyer, D. & amp Drosten, C. Gazde și surse de coronavirusuri umane endemice. Adv. Virus Res. 100, 163–188 (2018).

Gorbalenya, A. E., Enjuanes, L., Ziebuhr, J. & amp Snijder, E. J. Nidovirales: evoluează cel mai mare genom al virusului ARN. Virus Res. 117, 17–37 (2006).

Perlman, S. & amp Netland, J. Coronaviruses post-SARS: actualizare privind replicarea și patogeneza. Nat. Pr. Microbiol. 7, 439–450 (2009).

Masters, P. S. Biologia moleculară a coronavirusurilor. Adv. Virus Res. 65, 193–292 (2006).

Liu, D. X., Fung, T. S., Chong, K. K. L., Shukla, A. & amp Hilgenfeld, R. Proteine ​​accesorii ale SARS-CoV și ale altor coronavirusuri. Antivir. Rez. 109, 97–109 (2014).

Schalk, A. & amp Hawn, M. C. O boală respiratorie aparent nouă a puilor. J. Am. Veterinar. Med. Conf. Univ. 78, 413–423 (1931).

Hamre, D. & amp Procknow, J. J. Un nou virus izolat din tractul respirator uman. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 121, 190–193 (1966).

McIntosh, K., Dees, J. H., Becker, W. B., Kapikian, A. Z. & amp Chanock, R. M. Recuperarea în culturi de organe traheale a virusurilor noi de la pacienții cu boli respiratorii. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 57, 933–940 (1967).

Tortorici, M. A. & amp Veesler, D. Insights structural into coronavirus entry. Adv. Virus Res. 105, 93–116 (2019).

Li, F. Structura, funcția și evoluția proteinelor vârf ale coronavirusului. Annu. Pr. Virol. 3, 237–261 (2016).

Letko, M., Marzi, A. & amp Munster, V. Evaluarea funcțională a intrării celulare și a utilizării receptorilor pentru SARS-CoV-2 și alte linii B betacoronavirusuri. Nat. Microbiol. 5, 562–569 (2020). Prima evaluare funcțională a interacțiunii domeniului de legare a receptorului proteinei SARS-CoV-2 cu receptorul celular ACE2.

Li, W. și colab. Enzima 2 de conversie a angiotensinei este un receptor funcțional pentru coronavirusul SARS. Natură 426, 450–454 (2003).

Zhou, P. și colab. Un focar de pneumonie asociat cu un nou coronavirus de origine probabilă a liliecilor. Natură 579, 270–273 (2020).

Hoffmann, M. și colab. Intrarea celulelor SARS-CoV-2 depinde de ACE2 și TMPRSS2 și este blocată de un inhibitor de protează dovedit clinic. Celula 181, 271–280 (2020). Evaluarea funcțională a intrării SARS-CoV-2 în celulele gazdă subliniind importanța receptorului ACE2 și a proteazei celulare TMPRSS2 ca factori de intrare.

Walls, A. C. și colab. Structura, funcția și antigenicitatea glicoproteinei SARS-CoV-2. Celula 181, 281–292 (2020). Resursă recomandată care descrie aspectele cheie ale caracteristicilor SARS-CoV-2 Spike.

Li, F., Li, W., Farzan, M. & amp Harrison, S. C. Biologie structurală: structura domeniului de legare a receptorului SARS coronavirus spike complexat cu receptor. Ştiinţă 309, 1864–1868 (2005).

Li, W. și colab. Determinanți receptori și virali ai adaptării SARS-coronavirus la ACE2 uman. EMBO J. 24, 1634–1643 (2005).

Lan, J. și colab. Structura domeniului de legare a receptorului SARS-CoV-2 legat de receptorul ACE2. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2180-5 (2020).

Shang, J. și colab. Baza structurală a recunoașterii receptorilor de către SARS-CoV-2. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2179-y (2020).

Yan, R. și colab. Baza structurală pentru recunoașterea SARS-CoV-2 de ACE2 uman de lungă durată. Ştiinţă 367, 1444–1448 (2020).

Boni, M. F. și colab. Origini evolutive ale liniei de sarbecovirus SARS-CoV-2 responsabilă de pandemia COVID-19. Nat. Microbiol. https://doi.org/10.1038/s41564-020-0771-4 (2020).

Wu, F. și colab. Un nou coronavirus asociat cu boli respiratorii umane în China. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2008-3 (2020).

Gierer, S. și colab. Proteina spike a EMC betacoronavirusului emergent folosește un receptor de coronavirus nou pentru intrare, poate fi activată de TMPRSS2 și este vizată de anticorpi neutralizanți. J. Virol. 87, 5502–5511 (2013).

Matsuyama, S. și colab. Activarea eficientă a sindromului respirator acut sever al proteinei coronavirus spike de către proteaza transmembranară TMPRSS2. J. Virol. 84, 12658–12664 (2010).

Simmons, G. și colab. Inhibitorii catepsinei L previn intrarea coronavirusului în sindromul respirator acut sever. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 102, 11876–11881 (2005).

Belouzard, S., Chu, V. C. & amp Whittaker, G. R. Activarea proteinei SARS coronavirus spike prin clivaj proteolitic secvențial la două situri distincte. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 106, 5871–5876 (2009).

Ou, X. și colab. Caracterizarea glicoproteinei spike a SARS-CoV-2 la intrarea virusului și a reactivității sale imune încrucișate cu SARS-CoV. Nat. Comun. 11, 1620 (2020).

Kawase, M., Shirato, K., van der Hoek, L., Taguchi, F. & amp Matsuyama, S. Tratamentul simultan al celulelor epiteliale bronșice umane cu inhibitori ai serinei și cisteinei proteazei previne intrarea în coronavirus a sindromului respirator acut sever. J. Virol. 86, 6537–6545 (2012).

Shang, J. și colab. Mecanisme de intrare celulară ale SARS-CoV-2. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 117, 11727–11734 (2020).

Yamamoto, M. și colab. Identificarea nafamostatului ca un inhibitor puternic al sindromului respirator din Orientul Mijlociu Fuziunea membranară mediată de proteine ​​Coronavirus utilizând testul de fuziune celulă-celulă pe bază de proteine ​​divizate. Antimicrob. Agenți Chemother. 60, 6532–6539 (2016).

Hoffmann, M. și colab. Nafilostatul mezilat blochează activarea SARS-CoV-2: opțiune nouă de tratament pentru COVID-19. Antimicrob. Agenți Chemother. https://doi.org/10.1128/AAC.00754-20 (2020).

Hamming, I. și colab. Distribuția tisulară a proteinei ACE2, receptorul funcțional pentru coronavirusul SARS. Un prim pas în înțelegerea patogenezei SARS. J. Pathol. 203, 631–637 (2004).

Shieh, W. J. și colab.Imunohistochimică, hibridizare in situ și localizare ultrastructurală a coronavirusului asociat SARS în plămânul unui caz fatal de sindrom respirator acut sever în Taiwan. Zumzet. Pathol. 36, 303–309 (2005).

Leung, G. M. și colab. Epidemiologia sindromului respirator acut sever în epidemia din Hong Kong din 2003: o analiză a tuturor celor 1755 de pacienți. Ann. Intern. Med. 141, 662–673 (2004).

Wölfel, R. și colab. Evaluarea virologică a pacienților internați cu COVID-2019. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2196-x (2020). Demonstră replicarea SARS-CoV-2 în căile respiratorii superioare și oferă o analiză detaliată a producției și eliminării virusului pe parcursul COVID-19.

Ziegler, C. G. K. și colab. Receptorul SARS-CoV-2 ACE2 este o genă stimulată de interferon în celulele epiteliale ale căilor respiratorii umane și este detectată în subseturi de celule specifice din țesuturi. Celula 181, 1016–1035 (2020).

Blanco-Melo, D. și colab. Răspunsul dezechilibrat al gazdei la SARS-CoV-2 determină dezvoltarea COVID-19. Celula https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.026 (2020).

Sigrist, C. J., Bridge, A. & amp Le Mercier, P. Un rol potențial pentru integrine în intrarea celulelor gazdă de către SARS-CoV-2. Antivirale Res. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104759 (2020).

Li, W. și colab. Identificarea funcției de legare a acidului sialic pentru sindromul respirator din Orientul Mijlociu glicoproteină cu vârf coronavirus. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 114, E8508 – E8517 (2017).

de Haan, C. A. M. și colab. Coronavirusul murin cu o gamă extinsă de gazde folosește heparan sulfat ca receptor de intrare. J. Virol. 79, 14451–14456 (2005).

Cantuti-Castelvetri, L. și colab. Neuropilin-1 facilitează intrarea celulelor SARS-CoV-2 și oferă o posibilă cale către sistemul nervos central. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.06.07.137802 (2020).

Daly, J. L. și colab. Neuropilina-1 este un factor gazdă pentru infecția cu SARS-CoV-2. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.06.05.134114 (2020).

Menachery, V. D. și colab. Tratamentul cu tripsină deblochează bariera pentru infecția zoonotică cu coronavirus de liliac. J. Virol. 94, e01774–19 (2020). Evidențiază cerințele pentru transmiterea speciilor încrucișate și potențialul zoonotic al coronavirusurilor.

Coutard, B. și colab. Glicoproteina spike a noului coronavirus 2019-nCoV conține un sit de clivaj asemănător furinei absent în CoV din aceeași cladă. Antivir. Rez. 176, 104742 (2020).

Hoffmann, M., Kleine-Weber, K.-W. & amp Pöhlmann, S. Un site de clivaj multibazic în proteina spike a SARS-CoV-2 este esențial pentru infecția celulelor pulmonare umane. Mol. Celula 78, 779–784.e5 (2020).

Chan, C. M. și colab. Proteina Spike, S, a coronavirusului uman HKU1: rol în ciclul de viață viral și aplicare în detectarea anticorpilor. Exp. Biol. Med. 233, 1527–1536 (2008).

Le Coupanec, A. și colab. Scindarea unui virus respirator uman neuroinvaziv crește glicoproteina prin proprotein convertaze modulează neurovirulența și răspândirea virusului în sistemul nervos central. PLoS Pathog. 11, e1005261 (2015).

Mille, J. K., Whittaker, G. R., Millet, J. K. și amp Whittaker, G. R. Intrarea celulelor gazdă a coronavirusului sindromului respirator din Orientul Mijlociu după activarea în două etape, mediată de furină, a proteinei spike. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 111, 15214–15219 (2014).

Zhou, H. și colab. Un nou coronavirus de liliac strâns legat de SARS-CoV-2 conține inserții naturale la locul de scindare S1 / S2 al proteinei spike. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.05.023 (2020).

Pfaender, S. și colab. LY6E afectează fuziunea coronavirusului și conferă controlul imun al bolilor virale. Nat. Microbiol. https://doi.org/10.1038/s41564-020-0769-y (2020).

Buchholz, U. J. și colab. Contribuțiile proteinelor structurale ale sindromului respirator sever coronavirus la imunitatea de protecție. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 101, 9804–9809 (2004).

Walls, A. C. și colab. Protecția glicanului și mascarea epitopului unei proteine ​​vârf de coronavirus observată prin microscopie crio-electronică. Nat. Struct. Mol. Biol. 23, 899–905 (2016).

Watanabe, Y., Allen, J. D., Wrapp, D., McLellan, J. S. & amp Crispin, M. Analiza glicanului site-specific a vârfului SARS-CoV-2. Ştiinţă https://doi.org/10.1126/science.abb9983 (2020).

Pinto, D. și colab. Neutralizarea încrucișată a SARS-CoV-2 de către un anticorp monoclonal SARS-CoV uman. Natură 583, 290–295 (2020).

Wang, C. și colab. Un anticorp monoclonal uman care blochează infecția cu SARS-CoV-2. Nat. Comun. 11, 2251 (2020).

Cao, Y. și colab. Anticorpi puternici neutralizanți împotriva SARS-CoV-2 identificați prin secvențierea monocelulară de mare capacitate a celulelor B ale pacienților convalescenți. Celula 182, 73–84 (2020).

Wrapp, D. și colab. Baza structurală pentru neutralizarea puternică a betacoronavirusurilor de către anticorpii camelidi cu domeniu unic. Celula 181, 1436–1441 (2020).

Wu, Y. și colab. O pereche necompetitivă de anticorpi neutralizanți umani blochează legarea virusului COVID-19 de receptorul său ACE2. Ştiinţă 368, 1274–1278 (2020).

Finkel, Y. și colab. Capacitatea de codificare a SARS-CoV-2. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.07.082909 (2020).

Irigoyen, N. și colab. Analiza de înaltă rezoluție a expresiei genei coronavirusului prin secvențierea ARN și profilarea ribozomilor. PLoS Pathog. 12, e1005473 (2016). Prima analiză a profilării ribozomale pe celule infectate cu un coronavirus, oferind o imagine de ansamblu cuprinzătoare asupra expresiei genei coronavirusului.

Denison, M. R. & amp Perlman, S. Traducerea și procesarea ARN-ului virion al virusului hepatitei de șoarece într-un sistem fără celule. J. Virol. 60, 12–18 (1986).

Kamitani, W. și colab. Sindromul respirator acut sever proteina coronavirus nsp1 suprimă expresia genei gazdei prin promovarea degradării ARNm gazdă. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 103, 12885–12890 (2006).

Thoms, M. și colab. Baza structurală pentru oprirea translațională și evaziunea imună de către proteina Nsp1 a SARS-CoV-2. Ştiinţă https://doi.org/10.1126/science.abc8665 (2020).

Schubert, K. și colab. SARS-CoV-2 Nsp1 leagă canalul de ARNm ribozomal pentru a inhiba translația. Nat. Struct. Mol. Biol. https://doi.org/10.1038/s41594-020-0511-8 (2020). Împreună cu Thoms, M. și colab., Acest articol demonstrează legarea SARS-CoV-2 nsp1 la canalul de intrare ARNm subunitate ribozomală 40S care duce la inhibarea traducerii.

Sims, A. C., Ostermann, J. & amp Denison, M. R. Proteinele replicazei ale virusului hepatitei de șoarece se asociază cu două populații distincte de membrane intracelulare. J. Virol. 74, 5647–5654 (2000).

Snijder, E. J., Decroly, E. & amp Ziebuhr, J. Proteinele nestructurale care dirijează sinteza și procesarea ARN coronavirusului. Adv. Virus Res. 96, 59–126 (2016).

V’kovski, P. și colab. Determinarea proteinelor gazdă care compun micromediul complexelor de coronavirus replicază prin marcare de proximitate. eLife 8, e42037 (2019).

Gao, Y. și colab. Structura ARN polimerazei dependente de ARN de la virusul COVID-19. Ştiinţă 368, 779–782 (2020). Elucidează structura moleculară a ARN polimerazei dependente de ARN a SARS-CoV-2.

Tvarogová, J. și colab. Identificarea și caracterizarea unui coronavirus uman 229E Activitate ARN 3'-terminală adenililtransferază asociată cu proteina nestructurală. J. Virol. https://doi.org/10.1128/JVI.00291-19 (2019).

Eckerle, L. D., Lu, X., Sperry, S. M., Choi, L. & amp Denison, M. R. Fidelitatea înaltă a replicării virusului hepatitei murine este scăzută în mutanții nsp14 exoribonuclează. J. Virol. 81, 12135–12144 (2007). Dovezi experimentale pentru implicarea activității exonucleazei nsp14 în integritatea genomului coronavirusului, care a condus, în studiile ulterioare, la conceptul unei funcții de corectură a ARN în timpul sintezei ARN a coronavirusului.

Ivanov, K. A. și amp Ziebuhr, J. Coronavirus uman 229E proteină nestructurală 13: caracterizarea activităților duplex, nucleozid trifosfatază și ARN 5'-trifosfatază. J. Virol. 78, 7833–7838 (2004).

Chen, Y. și colab. Prezentări biochimice și structurale ale mecanismelor SARS coronavirus ARN riboză 2'-O-metilare prin complexul proteic nsp16 / nsp10. PLoS Pathog. 7, e1002294 (2011).

Chen, Y. și colab. Ecranul funcțional dezvăluie proteina nestructurală SARS coronavirus nsp14 ca un nou capac N7 metiltransferază. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 106, 3484–3489 (2009). Descoperirea N7 metiltransferazei în SARS-CoV nsp14 ca parte a mașinilor sale de acoperire a ARN-ului.

Zhang, L. și colab. Structura cristalină a proteazei principale SARS-CoV-2 oferă o bază pentru proiectarea inhibitorilor de a-cetoamidă îmbunătățiți. Ştiinţă 368, 409–412 (2020).

Anand, K., Ziebuhr, J., Wadhwani, P., Mesters, J. R. & amp Hilgenfeld, R. Structura proteinei principale a coronavirusului (3CLpro): baza pentru proiectarea medicamentelor anti-SARS. Ştiinţă 300, 1763–1767 (2003).

Jin, Z. și colab. Structura M pro din virusul COVID-19 și descoperirea inhibitorilor săi. Natură 582, 289–293 (2020).

Sawicki, S. G. & amp Sawicki, D. L. Coronavirusurile folosesc extensii discontinue pentru sinteza catenelor negative de lungime subgenomică. Adv. Exp. Med. Biol. 380, 499–506 (1995). Descrierea mecanismului discontinuu de sinteză a ARN utilizat pentru producerea ARN-urilor subgenomice coronavirale. S-a stabilit existența și importanța funcțională a ARN-urilor cu sens negativ subgenomic viral.

Sola, I., Almazán, F., Zúñiga, S. & amp Enjuanes, L. Sinteza ARN continuă și discontinuă în coronavirusuri. Annu. Pr. Virol. 2, 265–288 (2015).

Kim, D. și colab. Arhitectura transcriptomului SARS-CoV-2. Celula 181, 914–921 (2020).

Viehweger, A. și colab. Secvențierea directă a nanoporilor de ARN a genomilor coronavirusului de lungime completă oferă perspective noi asupra variantelor structurale și permite analiza modificărilor. Genom Res. 29, 1545–1554 (2019).

Di, H., McIntyre, A. A. și amp Brinton, M. A. Noi perspective despre reglarea sintezei ARNm subgenomice Nidovirus. Virologie 517, 38–43 (2018).

Thao, T. T. N. și colab. Reconstrucția rapidă a SARS-CoV-2 utilizând o platformă de genomică sintetică. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2294-9 (2020).

Yin, W. și colab. Baza structurală pentru inhibarea ARN polimerazei dependente de ARN din SARS-CoV-2 de către remdesivir. Ştiinţă 368, 1499–1504 (2020).

Hillen, H. S. și colab. Structura replicării polimerazei SARS-CoV-2. Natură 584, 154–156 (2020).

Gordon, C. J. și colab. Remdesivirul este un antiviral cu acțiune directă care inhibă ARN-polimeraza dependentă de ARN din sindromul respirator acut sever coronavirus 2 cu potență ridicată. J. Biol. Chem. 295, 6785–6797 (2020). Descrie informații despre mecanismul de acțiune al remdesivirului, cum ar fi terminarea întârziată a lanțului care rezultă din încorporarea remdesivirului în ARN născut SARS-CoV-2 de către ARN polimeraza ARN dependentă.

Sheahan, T. P. și colab. Antiviralul cu spectru larg GS-5734 inhibă atât coronavirusurile epidemice, cât și cele zoonotice. Știință. Traducere Med. 9, eaal3653 (2017).

Wang, Q. și colab. Baza structurală pentru replicarea ARN de către polimeraza SARS-CoV-2. Celula 182, 417–428 (2020).

Ferron, F. și colab. Baza structurală și moleculară a corecției nepotrivirii și a exciziei ribavirinei din ARN coronavirus. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 115, E162 – E171 (2017).

Wang, M. și colab. Remdesivirul și clorochina inhibă în mod eficient noul coronavirus recent apărut (2019-nCoV) in vitro. Rez. Celulare 30,, 269–271 (2020).

Williamson, B. N. și colab. Beneficiul clinic al remdesivirului în macacii rhesus infectați cu SARS-CoV-2. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.04.15.043166 (2020).

Wang, Y. și colab. Remdesivir la adulți cu COVID-19 sever: un studiu randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo, multicentric. Lancet 395, 1569–1578 (2020).

Shannon, A. și colab. Favipiravir lovește SARS-CoV-2 la călcâiul lui Ahile, ARN polimeraza. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.15.098731 (2020).

Cai, Q. și colab. Tratament experimental cu favipiravir pentru COVID-19: un studiu de control deschis. Inginerie https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.03.007 (2020).

Stertz, S. și colab. Siturile intracelulare de replicare timpurie și înmugurire a SARS-coronavirus. Virologie 361, 304–315 (2007).

de Haan, C. A. & amp Rottier, P. J. Interacțiuni moleculare în ansamblul coronavirusurilor. Adv. Virus Res. 64, 165–230 (2005).

Klein, S. și colab. Structura și replicarea SARS-CoV-2 caracterizată prin tomografie in situ cu crio-electroni. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.06.23.167064 (2020). Investigație ultrastructurală detaliată a structurilor de replicare a SARS-CoV-2 și a procesului de asamblare, în special detectarea ARN-ului viral (probabil dublu catenar) din interiorul DMV-urilor.

Ghosh, S. și colab. β-Coronavirusurile folosesc organite lizozomale pentru ieșirea celulară. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.07.25.192310 (2020).

Konno, Y. și colab. SARS-CoV-2 ORF3b este un antagonist puternic al interferonului a cărui activitate este crescută în continuare de o variantă de alungire naturală. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.11.088179 (2020).

Bojkova, D. și colab. Proteomica celulelor gazdă infectate cu SARS-CoV-2 dezvăluie ținte de terapie. Natură 583, 469–230 (2020).

Xu, K. și colab. Sindromul respirator acut sever, proteina accesorie coronavirus 9b este o proteină asociată cu virionul. Virologie 388, 279–285 (2009).

Davidson, A. D. și colab. Caracterizarea transcriptomului și proteomei SARS-CoV-2 dezvăluie o trecere celulară indusă de ștergerea în cadru a sitului de clivaj asemănător furinei de la glicoproteina vârf. Genomul Med. 12, 68 (2020).

Kopecky-Bromberg, S. A., Martínez-Sobrido, L., Frieman, M., Baric, R. A. & amp Palese, P. Sindromul respirator acut sever Coronavirus cadru deschis de lectură (ORF) 3b, ORF 6 și proteinele nucleocapsidelor funcționează ca antagoniști ai interferonului. J. Virol. 81, 548–557 (2007).

Shi, C.-S. și colab. SARS-coronavirus cadru de lectură deschisă-9b suprimă imunitatea înnăscută prin țintirea mitocondriilor și a semnalozomului MAVS / TRAF3 / TRAF6. J. Immunol. 193, 3080–3089 (2014).

Consorțiul chinez SARS de epidemiologie moleculară. Evoluția moleculară a coronavirusului SARS, în cursul epidemiei SARS din China. Ştiinţă 303, 1666–1669 (2004).

Muth, D. și colab. Atenuarea replicării printr-o ștergere de 29 nucleotide în SARS-coronavirus dobândit în primele etape ale transmiterii de la om la om. Știință. Reprezentant. 8, 15177 (2018).

Zhang, Y. și colab. Proteina ORF8 a SARS-CoV-2 mediază evaziunea imunitară prin reglarea puternică a MHC-I. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.24.111823 (2020).

Su, Y. C. F. și colab. Descoperirea și caracterizarea genomică a unei deleții de 382-nucleotide în ORF7B și orf8 în timpul evoluției timpurii a SARS-CoV-2. MBio 11, e01610–20 (2020).

Brockway, S. M., Lu, X. T., Peters, T. R., Dermody, T. S. & amp Denison, M. R. Localizare intracelulară și interacțiuni proteice ale genei 1 proteine ​​p28 în timpul replicării virusului hepatitei de șoarece. J. Virol. 78, 11551–11562 (2004).

Gosert, R., Kanjanahaluethai, A., Egger, D., Bienz, K. & amp Baker, S. C. Replicarea ARN a virusului hepatitei de șoarece are loc la veziculele cu membrană dublă. J. Virol. 76, 3697–3708 (2002). Primele dovezi că coronavirusurile induc structuri cu membrană dublă în citoplasma celulelor infectate.

Angelini, M. M., Akhlaghpour, M., Neuman, B. W. & amp Buchmeier, M. J. Sindromul respirator acut sever Proteinele nestructurale coronavirus 3, 4 și 6 induc vezicule cu membrană dublă. MBio 4, e00524–13 (2013).

Oudshoorn, D. și colab. Exprimarea și clivarea sindromului respirator din Orientul Mijlociu poliproteina coronavirus nsp3-4 induce formarea de vezicule cu membrană dublă care imită pe cele asociate cu replicarea ARN coronavirală. MBio https://doi.org/10.1128/mBio.01658-17 (2017).

Lundin, A. și colab. Direcționarea sintezei de ARN viral legat de membrană relevă inhibarea puternică a diverselor coronavirusuri, inclusiv virusul sindromului respirator din Orientul Mijlociu. PLoS Pathog. 10, e1004166 (2014).

Knoops, K. și colab. Replicarea SARS-coronavirus este susținută de o rețea reticulovesiculară de reticul endoplasmatic modificat. PLoS Biol. 6, e226 (2008). Studiu de referință care relevă extinderea compartimentelor de replicare membranară SARS-CoV prin tomografie electronică și localizarea nsps virale și ARNds în celulele infectate.

Maier, H. J. și colab. Virusul bronșitei infecțioase generează sferule din membranele reticulului endoplasmatic cu fermoar. MBio 4, e00801-13 (2013).

Snijder, E. J. și colab. Un model structural și funcțional unificator al organului de replicare a coronavirusului: urmărirea sintezei ARN. PLoS Biol. 18, e3000715 (2020).

Ulasli, M., Verheije, M. H., de Haan, C. A. & amp Reggiori, F. Analiza ultrastructurală calitativă și cantitativă a rearanjărilor membranei induse de coronavirus. Microbiol celular. 12, 844–861 (2010).

Wolff, G. și colab. Un por molecular se întinde pe membrana dublă a organului de replicare a coronavirusului. Ştiinţă 369, 1395–1398 (2020). Identificarea unui por conectând interiorul coronavirusului DMV la citosol, oferind astfel un concept plauzibil pentru modul în care ARN-urile virale pot ieși din DMV.

Overby, A. K., Popov, V. L., Niedrig, M. & amp Weber, F. Virusul encefalitei purtate de căpușe întârzie inducerea interferonului și ascunde ARN-ul său dublu catenar în veziculele cu membrană intracelulară. J. Virol. 84, 8470–8483 (2010).

Al-Mulla, H. M. și colab. Starea de competitivitate a coronavirusurilor nu este corelată cu dimensiunea sau numărul veziculelor cu membrană dublă în condiții de creștere la temperatură redusă. MBio 5, e01107-13 (2014).

Maier, H. J. și colab. Rearanjările extinse ale membranei induse de coronavirus nu sunt un factor determinant al patogenității. Știință. Reprezentant. 6, 27126 (2016).

Oudshoorn, D. și colab. Răspunsul imun înnăscut antiviral interferează cu formarea structurilor de membrană asociate cu replicarea induse de un virus ARN cu catenă pozitivă. MBio https://doi.org/10.1128/mBio.01991-16 (2016).

Athmer, J. și colab. Nsp15 marcat in situ relevă interacțiuni cu proteinele asociate complexului de replicare / transcripție a coronavirusului. MBio https://doi.org/10.1128/MBIO.02320-16 (2017).

Knoops, K. și colab. Integritatea căii secretorii timpurii promovează, dar nu este necesară, sindromul respirator acut sever sinteza ARN coronavirus și remodelarea indusă de virus a membranelor reticulului endoplasmatic. J. Virol. 84, 833–846 (2010).

Zhang, L., Zhang, Z. P., Zhang, X. E., Lin, F. S. & amp Ge, F. Analiza proteomică cantitativă relevă BAG3 ca o țintă potențială pentru a suprima replicarea coronavirusului sindromului respirator acut sever. J. Virol. 84, 6050–6059 (2010).

de Wilde, A. H. și colab. Un ecran de ARN mic cu interferență la nivel kinomic identifică factorii gazdă provirali și antivirali în replicarea coronavirusului sindromului respirator acut sever, inclusiv protein kinaza activată de ARN dublu catenar și proteinele căii secretorii timpurii. J. Virol. 89, 8318–8333 (2015).

Reggiori, F. și colab. Coronavirusurile deturnă EDEMozomii LC3-I-pozitivi, vezicule derivate din ER care exportă regulatori ERAD de scurtă durată, pentru replicare. Microbi gazdă celulară 7, 500–508 (2010).

Wong, H. H. și colab. Ecranul la nivelul întregului genom relevă necesarul de proteine ​​care conțin valosină pentru ieșirea coronavirusului din endozomi. J. Virol. 89, 11116–11128 (2015).

Schneider, M. și colab. Replicarea coronavirusului sindromului respirator acut sever este grav afectată de MG132 din cauza inhibării independente a proteazomului M-calpain. J. Virol. 86, 10112–10122 (2012).

Gordon, D. E. și colab. O hartă de interacțiune cu proteina SARS-CoV-2 dezvăluie ținte pentru refacerea medicamentelor. Natură 583, 459–468 (2020).

Riva, L. și colab. Un sondaj la scară largă de repoziționare a medicamentelor pentru antivirale SARS-CoV-2. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.04.16.044016 (2020).

Li, J., Liu, Y. & amp Zhang, X.Coronavirusul murin induce interferonul de tip I în oligodendrocite prin recunoașterea de către RIG-I și MDA5. J. Virol. 84, 6472–6482 (2010).

Cervantes-Barragan, L. și colab. Controlul infecției cu coronavirus prin interferon de tip I derivat din celule dendritice plasmacitoide. Sânge 109, 1131–1137 (2007).

Zhang, W. și colab. Inhibarea puternică și selectivă a virușilor patogeni prin variante de ubiquitină proiectate. PLoS Pathog. 13, e1006372 (2017).

Clementz, M. A. și colab. Activități de antagonism de deubiquitinare și interferon ale proteazelor asemănătoare papainei coronavirus. J. Virol. 84, 4619–4629 (2010).

Grunewald, M. E. și colab. Macrodomeniul coronavirus este necesar pentru a preveni inhibarea mediată de PARP a replicării virusului și îmbunătățirea expresiei IFN. PLoS Pathog. 15, e1007756 (2019).

Zust, R. și colab. Riboză 2'-O-metilare oferă o semnătură moleculară pentru distincția de ARNm auto și non-auto dependent de senzorul de ARN Mda5. Nat. Immunol. 12, 137–143 (2011).

Daffis, S. și colab. Metilarea 2'-O a capacului ARNm viral evită restricția gazdei de către membrii familiei IFIT. Natură 468, 452–456 (2010). Împreună cu Zust, R. și colab., Acest articol definește un rol pentru cap-1 2'-O-metilare virală în evitarea răspunsurilor imune înnăscute ale gazdei.

Minskaia, E. și colab. Descoperirea unui virus ARN 3 ′ - & gt5 ′ exoribonuclează care este implicat critic în sinteza ARN a coronavirusului. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 103, 5108–5113 (2006).

Kindler, E. și colab. Evaziunea precoce a mediei endonucleazei a detectării ARN asigură o replicare eficientă a coronavirusului. PLoS Pathog. 13, e1006195 (2017).

Deng, X. și colab. Proteina nestructurală de coronavirus 15 mediază evaziunea senzorilor dsRNA și limitează apoptoza în macrofage. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 114, E4251 – E4260 (2017).

Canton, J. și colab. Proteina MERS-CoV 4b interferează cu răspunsul imun înnăscut dependent de NF-kappaB în timpul infecției. PLoS Pathog. 14, e1006838 (2018).

Tay, M. Z., Poh, C. M., Rénia, L., MacAry, P. A. & amp Ng, L. F. P. Trinitatea COVID-19: imunitate, inflamație și intervenție. Nat. Pr. Immunol. 20, 363–337 (2020).

Vabret, N. și colab. Imunologia COVID-19: starea actuală a științei. Imunitate 52, 910–941 (2020).

Channappanavar, R. și colab. Interferonul de tip I neregulat și răspunsurile inflamatorii monocite-macrofage provoacă pneumonie letală la șoarecii infectați cu SARS-CoV. Microbi gazdă celulară 19, 181–193 (2016). Studiu care relevă importanța unui răspuns rapid și puternic al interferonului de tip I pentru a preveni infecția letală cu SARS-CoV la un model de șoarece.

Chua, R. L. și colab. Discuția încrucișată între epiteliul căilor respiratorii și celulele imune activate definește severitatea în COVID-19. Preimprimare la medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.04.29.20084327 (2020).

V’kovski, P. și colab. Disparate virus dependent de temperatură - dinamica gazdei pentru SARS-CoV-2 și SARS-CoV în epiteliul respirator uman. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.04.27.062315 (2020).

Giamarellos-Bourboulis, E. J. și colab. Disregulare imună complexă la pacienții cu COVID-19 cu insuficiență respiratorie severă. Microbi gazdă celulară 27, 992–1000 (2020).

Liao, M. și colab. Peisajul unicelular al celulelor imune bronhoalveolare la pacienții cu COVID-19. Nat. Med. 26, 842–844 (2020).

Zhong, J., Tang, J., Ye, C. & amp Dong, L. Imunologia COVID-19: este modularea imună o opțiune pentru tratament? Lancet Reumatol. 2, e428 – e436 (2020).

Li, H. și colab. Impactul terapiei cu corticosteroizi asupra rezultatelor persoanelor cu SARS-CoV-2, SARS-CoV sau MERS-CoV infecție: o revizuire sistematică și meta-analiză. Leucemie 34, 1503–1511 (2020).

Zhang, X. și colab. Factori virali și gazdă legați de rezultatul clinic al COVID-19. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2355-0 (2020).

Bost, P. și colab. Hărțile gazdei cu infecții virale relevă semnături ale pacienților cu COVID-19 severe. Celula https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.05.006 (2020).

Wen, W. și colab. Profilarea celulelor imune ale pacienților cu COVID-19 în stadiul de recuperare prin secvențierea cu o singură celulă. Cell Discov. 6, 31 (2020).

Shan, C. și colab. Infecția cu coronavirus nou (SARS-CoV-2) provoacă pneumonie în macacii resului. Rez. Celulare 30, 670–677 (2020).

Munster, V. J. și colab. Boală respiratorie în macacii de resus inoculați cu SARS-CoV-2. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2324-7 (2020).

McAuliffe, J. și colab. Replicarea coronavirusului SARS administrat în tractul respirator al maimuțelor African Green, rhesus și cynomolgus. Virologie https://doi.org/10.1016/j.virol.2004.09.030 (2004).

Woolsey, C. B. și colab. Înființarea unui model de maimuță verde africană pentru COVID-19. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.17.100289 (2020).

Dinnon, K. H. și colab. Un model SARS-CoV-2 adaptat la mouse pentru evaluarea contramăsurilor medicale COVID-19. Preimprimare la bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.06.081497 (2020).

Bao, L. și colab. Patogenitatea SARS-CoV-2 la șoareci transgenici hACE2. Natură 583, 830–833 (2020).

Netland, J., Meyerholz, D. K., Moore, S., Cassell, M. & amp Perlman, S. Sindromul respirator acut sever Infecția cu coronavirus provoacă moarte neuronală în absența encefalitei la șoareci transgenici pentru ACE2 uman. J. Virol. https://doi.org/10.1128/jvi.00737-08 (2008).

Shi, J. și colab. Susceptibilitatea dihorilor, pisicilor, câinilor și a altor animale domestice la SARS-coronavirus 2. Ştiinţă 368, 1016–1020 (2020).

Kim, Y. Y. Il și colab. Infecția și transmiterea rapidă a SARS-CoV-2 la dihori. Microbi gazdă celulară https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.03.023 (2020).

Park, S. J. și colab. Eficacități antivirale ale medicamentelor aprobate de FDA împotriva infecției cu SARS-COV-2 la dihori. MBio https://doi.org/10.1128/mBio.01114-20 (2020).

Martina, B. E. E. și colab. Infecția cu virusul SARS a pisicilor și dihorilor. Natură https://doi.org/10.1038/425915a (2003).

Sia, S. F. și colab. Patogenia și transmiterea SARS-CoV-2 la hamsterii aurii. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2342-5 (2020).

Chan, J. F. W. și colab. Simularea manifestărilor clinice și patologice ale bolii Coronavirus 2019 (COVID-19) în modelul auriu de hamster sirian: implicații pentru patogeneza bolii și transmisibilitatea. Clin. Infecta. Dis. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa325 (2020).

Zhou, J. și colab. Infecția organoidelor intestinale de lilieci și umane prin SARS-CoV-2. Nat. Med. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0912-6 (2020).

Monteil, V. și colab. Inhibarea infecțiilor cu SARS-CoV-2 în țesuturile umane proiectate utilizând ACE2 uman solubil de calitate clinică. Celula https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.004 (2020).

Allison, S. J. Infecția SARS-CoV-2 a organoizilor renali prevenită cu ACE2 uman solubil. Nat. Pr. Nefrol. https://doi.org/10.1038/s41581-020-0291-8 (2020).

Hui, K. P. Y. și colab. Tropism, competență de replicare și răspunsuri imune înnăscute ale coronavirusului SARS-CoV-2 în tractul respirator și conjunctiva umană: o analiză în culturi ex-vivo și in vitro. Lancet Respir. Med. https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30193-4 (2020).

Hou, Y. J. și colab. Genetica inversă SARS-CoV-2 relevă un gradient de infecție variabil în tractul respirator. Celula https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.05.042 (2020).

Xie, X. și colab. O clonă infecțioasă de ADNc a SARS-CoV-2. Microbi gazdă celulară 27, 841–848 (2020).

Day, C. W. și colab. O nouă tulpină de SARS-CoV adaptată la șoareci ca model letal pentru evaluarea agenților antivirali in vitro și in vivo. Virologie https://doi.org/10.1016/j.virol.2009.09.023 (2009).

Roberts, A. și colab. Un coronavirus SARS adaptat la șoarece provoacă boli și mortalitate la șoarecii BALB / c. PLoS Pathog. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.0030005 (2007).

Thiel, V. și colab. Mecanisme și enzime implicate în expresia genomului SARS coronavirus. J. Gen. Virol. 84, 2305–2315 (2003).

Lei, J., Kusov, Y. & amp Hilgenfeld, R. Nsp3 de coronavirusuri: Structuri și funcții ale unei proteine ​​mari multi-domeniu. Antivir. Rez. 149, 58–74 (2018).

Boursnell, M. E. G. și colab. Completarea secvenței genomului virusului bronșitei infecțioase aviare coronavirus. J. Gen. Virol. 68, 57–77 (1987).

Koetzner, C. A., Parker, M. M., Ricard, C. S., Sturman, L. S. & amp Masters, P. S. Repararea și mutageneza genomului unui mutant de deleție al virusului hepatitei de șoarece coronavirus prin recombinare ARN țintită. J. Virol. 66, 1841–1848 (1992).

Van Der Most, R. G., Heijnen, L., Spaan, W. J. M. și amp De Groot, R. J. Recombinarea omologă a ARN permite introducerea eficientă a mutațiilor specifice site-ului în genomul coronavirusului mhv-a59 prin intermediul co-replicării sintetice a rna. Acizi nucleici Res. 20, 3375–3381 (1992).

Thiel, V., Herold, J., Schelle, B. & amp Siddell, S. G. ARN infecțios transcris in vitro dintr-o copie ADNc a genomului coronavirus uman clonat în virusul vaccinia Numărul de acces GenBank al secvenței raportate în această lucrare este AF304460. J. Gen. Virol. 82, 1273–1281 (2001).

Almazán, F. și colab. Ingineria cel mai mare genom al virusului ARN ca cromozom artificial bacterian infecțios. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 97, 5516–5521 (2000).

Zhong, N. S. și colab. Epidemiologie și cauza sindromului respirator acut sever (SARS) în Guangdong, Republica Populară Chineză, în februarie 2003. Lancet 362, 1353–1358 (2003).

Ksiazek, T. G. și colab. Un nou coronavirus asociat cu sindromul respirator acut sever. N. Engl. J. Med. 348, 1953–1966 (2003).

van der Hoek, L. și colab. Identificarea unui nou coronavirus uman. Nat. Med. 10, 368–373 (2004).

Woo, P. C. și colab. Caracterizarea și secvența completă a genomului unui nou coronavirus, coronavirus HKU1, de la pacienții cu pneumonie. J. Virol. 79, 884–895 (2005).

Garbino, J. și colab. Un studiu prospectiv bazat pe spital al impactului clinic al infecției cu coronavirus uman legat de sindromul respirator acut non-sever (fără SARS). Clin. Infecta. Dis. 43, 1009–1015 (2006).

Zaki, A. M., van Boheemen, S., Bestebroer, T. M., Osterhaus, A. D. & amp Fouchier, R. A. Izolarea unui nou coronavirus de la un om cu pneumonie în Arabia Saudită. N. Engl. J. Med. 367, 1814–1820 (2012).

Memish, Z. A. și colab. Sindromul respirator din Orientul Mijlociu coronavirus în lilieci, Arabia Saudită. Emerg. Infecta. Dis. 19, 1819–1823 (2013).

Haagmans, B. L. și colab. Sindromul respirator din Orientul Mijlociu coronavirus la cămilele dromedare: o anchetă de focar. Lancet Infect. Dis. 14, 140–145 (2014).

Zhu, N. și colab. Un nou coronavirus de la pacienții cu pneumonie din China, 2019. N. Engl. J. Med. 382, 727–733 (2020).

Huang, C. și colab. Caracteristici clinice ale pacienților infectați cu coronavirusul nou din 2019 în Wuhan, China. Lancet 395, 497–506 (2020).

Böhmer, M. M. și colab. Investigația unui focar COVID-19 în Germania rezultat dintr-un singur caz primar asociat călătoriei: o serie de cazuri. Lancet Infect. Dis. 20, 920–928 (2020).

Xu, Z. și colab. Constatări patologice ale COVID-19 asociate cu sindromul de detresă respiratorie acută. Lancet Respir. Med. 8, 420–422 (2020).

Guan, W. și colab. Caracteristicile clinice ale bolii coronavirus 2019 în China. N. Engl. J. Med. 382, 1708–1720 (2020).

Zhang, Y. Z. & amp Holmes, E. C. O perspectivă genomică asupra originii și apariției SARS-CoV-2. Celula https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.035 (2020).

Guan, Y. și colab. Izolarea și caracterizarea virusurilor legate de coronavirusul SARS de la animale din sudul Chinei. Ştiinţă 302, 276–278 (2003).

Lam, T. T. Y. și colab. Identificarea coronavirusurilor legate de SARS-CoV-2 în pangolinele din Malaezia. Natură https://doi.org/10.1038/s41586-020-2169-0 (2020).

Ge, X. Y. și colab. Izolarea și caracterizarea unui coronavirus de tip SARS-liliac care utilizează receptorul ACE2. Natură https://doi.org/10.1038/nature12711 (2013).

Cui, J., Li, F. & amp Shi, Z.-L. Originea și evoluția coronavirusurilor patogene. Nat. Pr. Microbiol. 17, 181–192 (2019).


Genele tale te predispun la COVID-19?

De la începutul pandemiei COVID-19 în urmă cu câteva luni, oamenii de știință au fost nedumerite asupra diferitelor moduri în care se manifestă boala. Acestea variază de la cazuri fără niciun simptom până la cele severe care implică sindromul de detresă respiratorie acută, care poate fi fatală. Ce explică această variabilitate? Răspunsul ar putea fi în genele noastre?

Coronavirusurile au ridicat astfel de întrebări de mai bine de 15 ani. În cercetarea focarului din 2003 al sindromului respirator acut sever (SARS), Ralph Baric și colegii săi de la Universitatea din Carolina de Nord din Chapel Hill au identificat o genă care, atunci când este redusă la tăcere printr-o mutație, face șoarecii extrem de sensibili la SARS-CoV, coronavirusul. care provoacă boala. Chemat TICAM2, codurile genetice pentru o proteină care ajută la activarea unei familii de receptori, numiți receptori asemănători taxelor (TLR), care sunt implicați în imunitatea înnăscută, prima linie de apărare împotriva agenților patogeni.

Atenția a trecut acum la SARS-CoV-2, noul coronavirus care provoacă COVID-19. Și TLR-urile au atras din nou cercetătorii și acest interes pentru a explica numărul excesiv de bărbați care suferă de infecții severe.

Bărbații au reprezentat 73% din cazurile severe de COVID-19 în terapie intensivă în Franța, potrivit unui sondaj național publicat pe 23 aprilie. Diferențele de comportament și hormonale pot fi parțial responsabile. Dar genele pot fi, de asemenea, implicate în amestec. Spre deosebire de bărbați, femeile au doi cromozomi X și astfel poartă copii duble ale genei TLR7, un detector cheie al activității virale care ajută la creșterea imunității.

Genetica grupelor de sânge poate oferi o oarecare perspectivă asupra faptului că este posibil să fiți infectat cu virusul. La sfârșitul lunii martie, Peng George Wang de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China și colegii săi au publicat rezultatele unui studiu de preimprimare, care nu a fost încă evaluat de colegi și care a comparat distribuția grupelor de sânge în rândul a 2.173 pacienți cu COVID-19 în trei spitale din orașele chinezești. Wuhan și Shenzhen cu cea a persoanelor neinfectate din aceleași zone. Grupul sanguin A pare a fi asociat cu un risc mai mare de a contracta virusul, în timp ce tipul O oferă cea mai mare protecție din motive care nu au fost încă determinate.

Mai devreme focar SARS oferă, de asemenea, lecții. Tipurile de sânge poartă două tipuri diferite de zaharide (zahăr) molecule pe suprafața celulelor roșii din sânge. Una corespunde tipului A, cealaltă tip B. Fiecare tip de moleculă este produsă de o enzimă a cărei genă există în două forme (una pentru tipul A și cealaltă pentru tipul B). O a treia variantă genică codifică o enzimă inactivă: tip O (din limba germană ohne, adică & ldquowithout & rdquo). O persoană care posedă variantele A și B ale enzimei are sânge de tip AB.

Fiecare zahăr, A sau B, poate acționa ca un antigen. Poate declanșa producerea de anticorpi care vizează antigenii care îi lipsesc, motiv pentru care trebuie acordată atenție transfuziilor de sânge. În sistemul de grupe sanguine ABO, sângele de tip O este cel mai bogat în anticorpi și care posedă atât anti-A, cât și anti-B și mdash, deoarece sângele de tip AB nu are niciunul dintre ei.

În 2008, Jacques Le Pendu de la Universitatea din Nantes din Franța și colegii săi au investigat un model in vitro al SARS-CoV. Cercetătorii au arătat că legarea virusului și proteinei rsquos S de un receptor celular și rsquos ACE2 (enzima de conversie a angiotensinei 2), care este necesară pentru ca infecția să aibă loc, este inhibată de anticorpul anti-A, deși datele despre anticorpul anti-B încă lipsesc.

O rudă apropiată a ACE2 în controlul tensiunii arteriale este enzima 1 de conversie a angiotensinei (ACE1). The ACE1 Gena D, una dintre mai multe variante genetice ale enzimei, este asociată cu niveluri scăzute de expresie a ACE2 genă. Ca urmare, celulele conțin mai puțini receptori care permit infecția cu SARS-CoV. Frecvența ACE1 D diferă de la o țară la alta, în special în Europa, ceea ce ridică problema dacă distribuția geografică a acestei variante se corelează cu prevalența COVID-19. Ar putea reflecta epidemiologia bolii la scară globală? Marc De Buyzere și colegii săi de la Universitatea din Gent din Belgia au constatat că acesta este cazul.

Utilizând date din 25 de țări (care acoperă o regiune din Portugalia până în Estonia și din Turcia în Finlanda), cercetătorii au arătat că 38% din variabilitatea prevalenței bolii se explică prin frecvența ACE1 Gena D. O corelație similară a apărut pentru statisticile mortalității. Cercetătorii au remarcat, de asemenea, că ACE1 Gena D este mai puțin frecventă în două țări asiatice grav afectate de SARS-CoV-2.

O altă componentă genetică a susceptibilității la noul coronavirus se află în genele care codifică antigenele leucocitelor umane (HLA), un set de proteine ​​care împiedică sistemul imunitar uman să atace corpul însuși. Aceste proteine ​​alcătuiesc complexul major de histocompatibilitate (MHC), care marchează & ldquoself & rdquo și îl deosebește de & ldquononself. & Rdquo Reid Thompson și colegii săi de la Oregon Health & amp Science University au descoperit o legătură între genele HLA specifice și severitatea COVID-19.

Purtători ai unei variante numite HLA-B * 46: 01 par a fi deosebit de susceptibile la SARS-CoV-2, așa cum s-a arătat anterior ca fiind cazul SARS-CoV. În schimb, HLA-Varianta B * 15: 03 poate oferi o anumită protecție. Potrivit cercetătorilor, identificarea unei persoane și a genelor HLA, care se poate face rapid și ieftin, poate ajuta la o mai bună previziune a severității bolii și chiar și la identificarea celor care ar beneficia cel mai mult de vaccinare.

Mai multe proiecte sunt în curs de investigare a variantelor genetice care influențează infecția SARS-CoV-2 într-o profunzime mai mare. Andrea Ganna de la Universitatea din Helsinki a lansat COVID-19 Host Genetics Initiative, care își propune să mobilizeze comunitatea internațională a geneticienilor care lucrează pe acest subiect. Jean-Laurent Casanova de la Spitalul Necker pentru Sick Children din Paris și Universitatea Rockefeller coordonează un efort similar pentru a identifica variantele genetice care promovează dezvoltarea unor forme deosebit de severe de COVID-19 la persoanele cu vârsta sub 50 de ani.

Este posibil să nu fim toți egali când vine vorba de SARS-CoV-2. Dar identificarea de ce există aceste inegalități ar putea ajuta la reducerea acestora.

Acest articol a apărut inițial în Pour la Science și a fost reprodus cu permisiunea.

Citiți mai multe despre focarul de coronavirus Aici.


Priveste filmarea: Mutațiile Sars-Cov 2 provocări pentru vaccinurile din piață (Ianuarie 2022).