photo credit DR. SRIRAM SUBRAMANIAM, UBC
I ricercatori dell’Università della British Columbia hanno scoperto una vulnerabilità chiave in tutte le principali varianti del virus SARS-CoV-2, comprese le sottovarianti BA.1 e BA.2 Omicron recentemente emerse.
La debolezza può essere presa di mira neutralizzando gli anticorpi, aprendo potenzialmente la strada a trattamenti universalmente efficaci in tutte le varianti.
I risultati, pubblicati oggi su Nature Communications, utilizzano la microscopia crioelettronica (crio-EM) per rivelare la struttura a livello atomico del punto vulnerabile sulla proteina spike del virus, nota come epitopo. Il documento descrive ulteriormente un frammento di anticorpi chiamato VHAb6 che è in grado di attaccarsi a questo sito e neutralizzare ogni variante principale.
"Questo è un virus altamente adattabile, che si è evoluto per eludere la maggior parte dei trattamenti anticorpali esistenti, così come gran parte dell'immunità conferita dai vaccini e dalle infezioni naturali", afferma il dottor Sriram Subramaniam, professore alla facoltà di medicina dell'UBC e autore senior dello studio. “Questo studio rivela un punto debole, che è irestacostante tra le varianti e può essere neutralizzato da un frammento di anticorpi. Prepara così le basi per la progettazione di trattamenti pan-varianti, che potrebbero potenzialmente aiutare molte persone vulnerabili”.
Identificazione delle chiavi principali COVID-19
Gli anticorpi sono prodotti naturalmente dal nostro organismo per combattere le infezioni, ma possono anche essere prodotti in laboratorio e somministrati ai pazienti come trattamento. Sebbene siano stati sviluppati diversi trattamenti con anticorpi per COVID-19, la loro efficacia è diminuita di fronte a varianti altamente mutate come Omicron.
“Gli anticorpi si attaccano a un virus in un modo molto specifico, come una chiave che entra in una serratura. Ma quando il virus muta, la chiave non si adatta più", afferma il dottor Subramaniam. "Stiamo cercando chiavi principali, anticorpi che continuano a neutralizzare il virus anche dopo ampie mutazioni".
La "chiave principale" identificata in questo nuovo documento è il frammento anticorpale VHAb6, che si è dimostrato efficace contro le varianti Alpha, Beta, Gamma, Delta, Kappa, Epsilon e Omicron. Il frammento neutralizza SARS-CoV-2, attaccandosi all'epitopo sulla proteina spike e impedendo al virus di entrare nelle cellule umane.
La scoperta è l'ultima di una collaborazione di lunga data e produttiva tra il team del Dr. Subramaniam all'UBC e i colleghi dell'Università di Pittsburgh, guidati dai Dottori Mitko Dimitrov e Wei Li. Il team di Pittsburgh ha esaminato grandi librerie di anticorpi e testato la loro efficacia contro COVID-19, mentre il team UBC ha utilizzato la crio-EM per studiare la struttura molecolare e le caratteristiche della proteina spike.
Concentrandosi sui punti deboli del COVID-19
Il team dell'UBC è famoso in tutto il mondo per la sua esperienza nell'uso della crio-EM per visualizzare le interazioni proteina-proteina e proteina-anticorpo a una risoluzione atomica. In un altro articolo pubblicato all'inizio di quest'anno su Science , sono stati i primi a riportare la struttura della zona di contatto tra la proteina spike di Omicron e il recettore delle cellule umane ACE2, fornendo una spiegazione molecolare per la maggiore forma fisica virale di Omicron.
Mappando la struttura molecolare di ciascuna proteina spike, il team ha cercato aree di vulnerabilità che potrebbero informare i nuovi trattamenti.
"L'epitopo, che descriviamo in questo documento, è per lo più rimosso dai punti caldi per le mutazioni, motivo per cui le sue capacità sono preservate attraverso le varianti", afferma il dottor Subramaniam. "Ora che abbiamo descritto in dettaglio la struttura di questo sito, si apre un intero nuovo regno di possibilità di trattamento".
Il dottor Subramaniam afferma che questa vulnerabilità chiave può ora essere sfruttata dai produttori di farmaci e, poiché il sito è relativamente privo di mutazioni, i trattamenti risultanti potrebbero essere efficaci contro le varianti esistenti e persino future.
“Ora abbiamo un quadro molto chiaro di questo punto vulnerabile del virus. Conosciamo ogni interazione che la proteina spike fa con l'anticorpo in questo sito. Possiamo lavorare a ritroso da questo, utilizzando un design intelligente, per sviluppare una serie di trattamenti con anticorpi", afferma il dottor Subramaniam. "Avere trattamenti ampiamente efficaci e resistenti alle varianti sarebbe un punto di svolta nella lotta in corso contro COVID-19".
Nature Communications , Doi: 10.1038/s41467-022-32262-8
Antonio Caperna
