Ученые исследовали субварианты «омикрона» BA.1 и BA.2, проверили их способность к связыванию с мембранным белком ACE2 человека, мыши и кошки. В итоге они пришли к выводу, что мышь была главным хозяином для эволюции «омикрона», который прошел через кошку, вернулся к мыши и потом уже перешел к человеку.
Всемирная организация здравоохранения 22 марта объявила, что субвариант BA.2 омикрон-штамма стал доминирующей формой SARS-CoV-2 — вируса, вызывающего Covid-19, — во всем мире. BA.2 имеет много генетических сходств со своим близким родственником BA.1, что привело к глобальному всплеску заболеваемости в последние месяцы.
Но BA.2 на 30-50 процентов заразнее BA.1. Он быстро распространился по миру и стал доминирующим вариантом из-за более высокой инфекционности.
Белок-«шип» — это S-белок, из которого состоит оболочка коронавируса и которой он цепляется к человеческим клеткам. Китайские исследователи биохимически проанализировали сродство связывания белка-«шипа» BA.2 с человеческим ферментом ACE2: их работа показала примерно в два раза более высокое сродство, чем у BA.1, и в 11 раз выше, чем у штамма WТ (дикий тип).
Взаимодействие белка-«шипа» с ACE2 — первый этап связывания вируса с рецептором хозяина, что критически важно для проникновения патогена и последующих инфекций. Таким образом, более высокая связывающая способность белка-«шипа» BA.2, вероятно, обуславливает его особую трансмиссивность.
Кроме того, результаты исследования помогли выявить возможного исходного хозяина для BA.1 и BA.2. Как сообщалось, «омикрон» эволюционировал независимо от всех других штаммов коронавируса и его происхождение остается загадкой. Расследование происхождения BA.1 и BA.2 имеет решающее значение для эффективного контроля и профилактики Covid-19 в человеческой популяции.
Анализ профиля мутаций предполагает, что варианты «омикрона», возможно, возникли в результате эволюции через мышь в качестве хозяина. В новом исследовании биохимические данные подтвердили, что белки-«шипы» BA.1 и BA.2 способны с высокой аффинностью связываться с ACE2 мыши и кошки. В то же время шипиковый белок штамма WT хорошо связывается с ACE2 кошки, но не связывается с ACE2 мыши. Это указывает на высокую восприимчивость мыши и кошки к BA.1 и BA.2.
«Мы определили структуры «шипов» как из BA.1, так и из BA.2 в комплексе с мышиным белком ACE2 и выявили три остаточные мутации, которые необходимы для связывания с белком ACE2 мыши, что указывает на их важность при инфекциях. Удивительно, но две из трех необходимых мутаций были обнаружены в адаптированных к мыши SARS-CoV-2 и с тех пор не были выявлены ни в каких вариантах SARS-CoV-2 от других животных», — рассказал один из авторов исследования.
Основываясь на данных своей работы в сочетании с предыдущими, ученые предположили, что мышь — вероятно, ключевое животное-хозяин для эволюции вариантов «омикрона».
«Взятые вместе, наши данные раскрывают структурное и биохимическое понимание повышенной трансмиссивности и связывание антителами BA.2, а также возможный эволюционный путь для вариантов «омикрона». По нашим данным, они перешли от человека к кошке, затем — к мыши, а потом обратно к человеку. Хотя такой путь эволюции весьма умозрительный, способность вариантов «омикрона» заражать мышей и распространяться среди них и, возможно, среди других животных может иметь важные последствия для разработки стратегий контроля в борьбе с коронавирусной инфекцией», — подытожили авторы исследования.
Штамм «омикрон» оказался настолько отличающимся от более ранних, что и вакцины, и иммунитет переболевших эффективны против него ограниченно. Если подобный путь мутаций — через живущих рядом с человеком животных — повторится, нас может ждать еще один штамм, умеющий обходить прошлые варианты антикоронавирусного иммунитета.