MERS-подобный коронавирус летучих мышей реплицируется в человеческих клетках

Коронавирусы заражают множество видов млекопитающих, быстро адаптируются и распространяются. При этом они нередко становятся причиной болезней человека. В 2002 году появился SARS-COV-1, а в 2019 году SARS-CoV-2 стал причиной пандемии. Появившийся еще в 2012 году MERS-CoV к настоящему времени привел к гибели по крайней мере 945 человек. Инфекция смертельна примерно в 35% случаев, редко передается напрямую от человека к человеку, однако даже в 2022 году сообщалось о новых случаях заражения. MERS-подобные коронавирусы находили у панголинов и летучих мышей.

Происхождение MERS-CoV неизвестно. Он использует белок DPP4 человека или верблюда в качестве рецептора, а фурин организма-хозяина для активации S-белка. Это позволяет вирусу проникнуть в клетку и реплицироваться в ней. Другие MERS-подобные коронавирусы могут использовать другие пути. Некоторым для проникновения в клетку нужны дополнительные протеазы. Характеризуя MERS-подобные коронавирусы, можно идентифицировать предковый вирус MERS-CoV и других потенциально опасных для человека штаммов, а также дать ученым инструменты для тестирования широкого спектра противовирусных препаратов и вакцин.

В новой работе американские исследователи охарактеризовали MERS-подобный вирус BtCoV-422. Его рецепторсвязывающая последовательность на 62% идентична MERS-CoV, а последовательность S-белка — на 65%. BtCoV-422 изолировали из летучих мышей Ia io, которые достаточно широко распространены в Юго-Восточной Азии, так что риск контакта с человеком есть. Этот вирус относится к группе 2c коронавирусов. У S-белка BtCoV-422 нет сайтов разрезания фуринами, как у MERS-CoV.

Сначала авторы использовали опубликованные вирусные последовательности и методы обратной генетики, чтобы получить способный к заражению клон коронавируса, а также два репортерных вируса с люциферазой, способных к репликации.

MERS-CoV реплицируется во множестве типов клеток легких, включая эпителиальные клетки дыхательных путей. На своем пути в легкие респираторные вирусы сначала встречают назальный эпителий. Культуры клеток назального эпителия трех доноров из четырех поддерживали репликацию MERS-CoV, но не BtCoV-422. Тем не менее, BtCoV-422 реплицировался в эпителии дыхательных путей, хоть и хуже, чем MERS-CoV. Он также реплицировался в эндотелиальных клетках микрососудов и (в некоторой степени) в фибробластах. Как и ожидалось, заражение клеток MERS-CoV было связано с экспрессией рецептора hDPP4. Для BtCoV-422 эта связь была слабее.

Авторы экспрессировали рецепторы DPP4 семи различных видов в клетках Vero. Ни один и этих вирусов не мог заразить клетки без DPP4. Рецепторы человека, обезьяны, верблюда и летучей мыши позволяли BtCoV-422 и MERS-CoV проникнуть в клетку, а рецепторы мыши, хомячка, хорька и морской свинки — нет. Для BtCoV-422 самым эффективным был рецептор летучих мышей.

Большей части коронавирусов группы 2c требуется экзогенный трипсин для успешной репликации в клетках. Авторы показали, что трипсин повышает уровень репликации BtCoV-422. Трипсин также позволяет BtCoV-422 проникать в клетки, у которых отсутствует DPP4. То есть в присутствии протеаз BtCoV-422 использует DPP4-независимый путь проникновения в клетки Vero. Этого не происходило с MERS-CoV. Иммобилизованные S-белки BtCoV-422 или MERS-CoV не связывали hACE2.

Исследователи оценили эффективность против BtCoV-422 панели ингибиторов, ранее используемых против MERS-CoV, таких как ремдесивир, молнупиравир и нирматрелвир. Все они были эффективны против BtCoV-422. Вероятно, эти препараты будут полезны и в случае возможной будущей вспышки, вызванной коронавирусами группы 2c.

Мышей вакцинировали мРНК вакциной против MERS-CoV. Их сыворотка нейтрализовывала BtCoV-422, но в 5–10 раз менее эффективно, чем MERS-CoV. Исследователи оценили также эффективность отдельных антител, нейтрализующих MERS-CoV. Только одно антитело под названием JC57-11, таргетирующее рецепторсвязывающий домен, нетрализовало BtCoV-422. Были обнаружены признаки того, что BtCoV-422 способен реплицроваться на очень низком уровне в гуманизированных мышах.

Таким образом, BtCoV-422 может заражать человеческие клетки, но не клетки верхних дыхательных путей. Так что для того, чтобы стать угрозой для человека, этому вирусу необходимо еще приобрести дополнительные мутации. К счастью, противовирусные препараты и антитела, разработанные для MERS-CoV, работают и против BtCoV-422. Антитело JC57-11 потенциально может нейтрализовать множество коронавирусов группы 2c, использующих DPP4 для проникновения в клетку.

Летучие мыши Предкавказья — природный резервуар коронавирусов