El virus SARS-CoV-2 que causa COVID-19 causa síndrome respiratorio agudo severo, tal vez en contraste con otros coronavirus conocidos por causar resfriados estacionales leves que surgieron en 2019, y plantea la pregunta de por qué un coronavirus afecta a los humanos más severamente que otro. En un estudio reciente publicado en la revista internacional Nature titulado "TMPRSS2 es un receptor funcional para el coronavirus humano HKU1", los científicos del Instituto Pasteur y otras instituciones han proporcionado una respuesta parcial a esta pregunta a través de su investigación, y han identificado el canal a través del cual el coronavirus estacional HKU1 ingresa a las células humanas.
El HKU1 se une a un receptor diferente al del SARS-CoV-2, lo que puede explicar en parte la diferencia de gravedad entre los dos coronavirus, y el receptor podría ser una forma útil de ayudar a dilucidar la propagación y la patología de los coronavirus como parte del seguimiento de su evolución. Actualmente se sabe que siete coronavirus infectan a los humanos, cuatro de los cuales se consideran generalmente levemente patógenos, incluidos HKU1, 229E, NL63 y OC43, y tres de los cuales son altamente patógenos, incluidos SARS-CoV-1, Mers-CoV y SARS-CoV-2. En 2005, los investigadores aislaron por primera vez el HKU1 de un anciano de Hong Kong que sufría una neumonía grave. Al igual que el SARS-CoV-2, el HKU1 infecta principalmente las células del tracto respiratorio superior del cuerpo, sin embargo, rara vez infecta los bronquios y los alvéolos de los pulmones, y el virus HKU1 causa resfriados y otros síntomas respiratorios leves. Los pacientes también pueden desarrollar complicaciones, incluidas infecciones respiratorias graves, especialmente en niños pequeños, ancianos e individuos inmunodeprimidos. Se estima que el 70% de los niños se infectarán antes de los 6 años y un total del 75%-95% de la población mundial ha estado expuesta al HKU1, lo que es quizás comparable a otros coronavirus humanos estacionales.
Los científicos identifican el receptor específico que utilizan los coronavirus para ingresar a las células humanas.
Imagen de: Nature (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06761-7
A nivel celular, las proteínas de espiga de los coronavirus se escinden o dividen por la mitad cuando se unen a un receptor, y este fenómeno de división es esencial para la fusión, entrada y proliferación viral. Algunos coronavirus (por ejemplo, SARS-CoV-2 y NL63) pueden usar el receptor ACE2 como puerta de entrada a la célula, y hasta ahora HKU1 y OC43 son los únicos con receptores desconocidos para los coronavirus. En este estudio, los investigadores identificaron la clase de enzima TMPRSS2 o puede actuar como un receptor para que HKU1 ingrese a la célula, y una vez que se produce la unión, TMPRSS2 induce la fusión de HKU1 con la célula, lo que conduce a la infección viral. Al usar una combinación de técnicas para probar esto in vitro y en cultivos celulares, los investigadores encontraron que el receptor TMPRSS2 con las espinas HKU1 tiene alta afinidad, lo que no fue el caso para SARS-CoV-2.
El investigador Olivier Schwartz afirmó que una vez identificado el receptor viral, será posible caracterizar con mayor precisión las células diana, así como comprender mejor la entrada viral, los mecanismos de proliferación y las características fisiopatológicas de la infección; el estudio de este artículo también reveló múltiples estrategias evolutivas empleadas por los coronavirus, que son capaces de utilizar TMPRSS2 para unirse a las células diana o para inducir la fusión viral con las células diana y la entrada viral. Estos virus patógenos humanos pueden utilizar diferentes receptores para influir en la gravedad de su patogenicidad, y el nivel de receptores varía en las células respiratorias, lo que a su vez afecta a la susceptibilidad celular a la infección y la diseminación viral; una vez que se conozcan las vías de entrada viral a la célula, será posible para los investigadores combatir la infección de manera más efectiva mediante el desarrollo de terapias dirigidas y la evaluación del riesgo de virulencia que plantean los coronavirus emergentes en el futuro. infecciones.
Al mismo tiempo, los investigadores también desarrollaron y revelaron un nanocuerpo que inhibe la infección por HKU1 al unirse al receptor TMPRSS2, y estos agentes están actualmente patentados por su posible actividad terapéutica. En conjunto, los resultados aquí presentados revelan múltiples estrategias evolutivas para los coronavirus que pueden utilizar TMPRSS2 para unirse directamente a las células objetivo o para guiar las espinas para la fusión de la membrana viral y la entrada en las células objetivo.
