La curiosa comparsa di Omicron

14 gennaio 2022; articolo di Modern Discontent

Parte I: Introduzione ed Esame degli Alberi Filogenetici

Sono passati più di due anni da quando i primi rapporti di una strana “malattia simile alla polmonite” hanno iniziato a germogliare dalla Cina di Wuhan. Alla fine, sfociata in una pandemia globale, sono state sollevate molte domande sulle origini del virus.

I primi rapporti consideravano un passaggio seriale di mercato umido attraverso animali come i pangolini. Tuttavia, la presenza di un laboratorio di biosicurezza di livello 4 vicino al mercato umido, con prove di ricerca sul guadagno di funzione in corso, con prove di sperimentazione sui coronavirus di pipistrello e con la raccolta di prove di coronavirus di pipistrello che infettavano i minatori di carbone diversi anni fa e archiviati, tutti mettono in dubbio questa ipotesi di “mercato umido”.

Anche ancora, non abbiamo prove chiare da dove provenga esattamente SARS-COV2.

E poi arriva l’improvvisa comparsa di Omicron. Le precedenti varianti di SARS-COV2, sebbene abbondanti nelle loro mutazioni, mostravano almeno mutazioni prevedibili. Queste varianti tendevano anche a seguire un percorso simile di maggiore infettività con virulenza alquanto ridotta (sebbene Delta sembri essere sia più infettivo che virulento).

Ma Omicron è diverso; prove preliminari suggeriscono che è molto più contagioso delle varianti precedenti ed è probabile che abbia un R0 quasi il doppio di quello di Delta. Ma, nella maggior parte dei casi, si presenta come una malattia lieve. In effetti, è considerato alla pari con raffreddori e influenze stagionali nella presentazione (ci sono ancora quelli che soffriranno di malattie gravi, ma sembra che questi numeri si riducano con Omicron).

Ancora più stranamente, sembra sfuggire a qualsiasi immunità precedente, sia che si tratti di un’infezione naturale o di precedenti regimi di vaccinazione, attribuiti al numero “insolitamente alto” di mutazioni della proteina spike. Questo effetto è stato osservato direttamente rispetto alla terapia con anticorpi monoclonali, con la maggior parte dei monoclonali in uso che perdono efficacia a parte Sotrovimab.

Nel complesso, Omicron si è presentato come la sua bestia unica, a differenza di qualsiasi delle precedenti varianti che abbiamo sperimentato, il che pone domande sul perché Omicron sia così diverso dalle varianti precedenti, portando alla preoccupazione principale sulla provenienza di Omicron.

A causa di come Omicron si presenta unico, esamineremo la ricerca disponibile per vedere cosa rende Omicron così unico e se ci sono prove di dove potrebbe provenire.

Discutibile lignaggio di Omicron

Il sequenziamento genetico iniziale di Omicron ha immediatamente indicato mutazioni uniche. Non solo c’era un numero elevato di mutazioni spike, ma c’erano prove di mutazioni uniche per le varianti precedenti, come le delezioni del codone 69-70 che sono state trovate nella variante Alpha. Come ex tester COVID, è stato il modo principale in cui siamo stati in grado di notare una differenza nella prevalenza delle varianti quando abbiamo iniziato a testare nell’autunno del 2020. L’eliminazione di questi codoni ha portato a una “caduta del gene S” durante l’amplificazione della PCR. Pertanto, se il gene S non si amplificava ma gli altri geni lo usavamo come indicatore della presenza di Alpha.

Le stesse regole possono essere utilizzate nel caso di Omicron, che stranamente contiene questa stessa delezione e “drop del gene S”. La cosa ancora più strana è che questa mutazione non si è verificata in nessuna delle altre varianti. Se l’Omicron dovesse essere derivato da precedenti mutazioni, ciò metterebbe in dubbio, in un certo senso, quale variante fosse l'”antenato” più vicino di Omicron.

In effetti, questo ha portato a un’ampia ricerca del “parente” più vicino a Omicron attraverso l’uso di un albero filogenetico. Gli alberi filogenetici fungono da mappa evolutiva ramificata, legando insieme le relazioni tra diverse specie di animali, batteri, piante o ceppi di virus attraverso il confronto dei loro genomi. Di solito, le somiglianze nel profilo genetico sono utilizzate come indicatore di relazioni distali/prossimali, con una genetica più condivisa che suggerisce relazioni più strette.

Utilizzando questa logica, i ricercatori Kandeel et. al. ha scoperto che Omicron condivideva il profilo genetico più vicino con Alpha (enfasi mia):

Rispetto ad altre varianti, il numero di alterazioni nucleotidiche nel genoma di Omicron era nel seguente ordine: SARS-CoV-2 USA isolato > variante Mu > variante beta > variante Delta > variante gamma > variante alfa > variante Omicron, con 141, 140, 138, 132, 130 e 109 mutazioni, rispettivamente (Figura 1). La variante Alpha ha avuto il più alto tasso di identità con la variante Omicron (99,63%), seguita dalle varianti Gamma e Mu (99,56%). L’isolato SARS-CoV-2 USA ha l’identità più bassa (99,53%). Inoltre, la variante Omicron ha mostrato il maggior numero di lacune durante l’allineamento del genoma con altri virus, che vanno da 43 a 63 lacune (Figura 2).

Tratto da Kandeel et. al. L’albero filogenetico generato utilizzando un modello software.

Gli autori suggeriscono che questa potrebbe essere la prova che Omicron sia circolato all’interno della popolazione fino a quando non è stato scoperto ed è emerso. Tuttavia, la probabilità di ciò dovrebbe essere messa in discussione. Con molti paesi impegnati nella sorveglianza genomica, sembra difficile suggerire che Omicron sia rimasto inosservato per oltre un anno, considerando che la variante Alpha è emersa diversi mesi dopo la pandemia. Anche questo non è in linea con l’improvvisa comparsa e la rapida trasmissibilità di questo ceppo del virus. Considerando che in molti paesi l’Omicron ha preso il sopravvento come variante dominante quasi due mesi dopo la prima scoperta, ancora una volta mette in dubbio come un virus così altamente trasmissibile sia rimasto inosservato fino a quando non ha conquistato gran parte del mondo.

Vale anche la pena notare che il genoma virale utilizzato come modello per Omicron è stato derivato da un campione raccolto da un paziente infetto in Botswana, e quindi va tenuto presente che gli alberi filogenetici modellati possono essere distorti a causa dell’uso di uno genoma virale del campione.

Quindi cosa succede quando si setaccia il database per tutte le iterazioni di Omicron? Bene, l’albero filogenetico risulta un po’ diverso.

In uno studio di Kannan et. al. i ricercatori hanno utilizzato un database chiamato Global Initiative on Sharing Avian Influenza Data, o abbreviato in GISAID, per raccogliere informazioni su possibili variazioni di Omicron. GISAID è stato avviato per la prima volta come un’iniziativa globale per ricercatori e scienziati per raccogliere dati genomici globali sull’influenza. Tuttavia, la scia della pandemia COVID ha portato GISAID a raccogliere anche dati genomici su SARS-COV2, rendendolo uno dei più grandi database per informazioni genetiche COVID.

Qui, le ricerche hanno trovato 77 diverse sequenze genomiche di Omicron caricate nel database GISAID. Restringendo le sequenze alle mutazioni che compaiono in oltre il 50% di quelle 77 sequenze genomiche, i ricercatori hanno trovato un totale di 30 mutazioni della proteina spike prevalente, di cui 23 uniche per Omicron, il che significa che le varianti precedenti non contenevano queste mutazioni.

Quindi, 10 delle sequenze Omicron con alta qualità e copertura di sequenza elevata sono state confrontate con le 10 sequenze più recenti di ciascuna variante che sono state caricate. Utilizzando un programma software per allineare le diverse sequenze, i ricercatori hanno suggerito che Omicron fosse più strettamente correlato a Gamma piuttosto che ad Alpha.

Tratto da Kannan et. al. Relazione filogenetica tra varianti, suggerendo una stretta relazione tra Omicron e Gamma.

C’è un po’ di disconnessione qui. Un albero filogenetico suggerisce che Omicron abbia una relazione più stretta con Alpha mentre un altro afferma che Gamma potrebbe essere più strettamente correlato. È importante sottolineare che sia Alpha che Gamma sono considerati strettamente correlati e che anche con differenze nelle mutazioni una parte schiacciante del genoma di SARS-COV2 rimane conservata attraverso le varianti.

Le differenze negli alberi filogenetici sono probabilmente dovute alla distorsione del campione. Lo studio Kandeel et. al. utilizza i dati genomici raccolti dal primo campione scoperto dal Botswana. È importante ricordare che questo è il primo campione di Omicron scoperto, non la prima comparsa della variante, che non tiene conto delle mutazioni che potrebbero essersi verificate in precedenza.

Lo studio Kannan et. al. utilizza le prove di mutazioni coerenti e prevalenti come base per il suo albero filogenetico. Tuttavia, se la preoccupazione con lo studio Kandeel et. al. è che le mutazioni possono verificarsi nel lasso di tempo tra l’emergere di Omicron e la sua scoperta, è probabile che l’utilizzo di un database utilizzi dati coerenti con la variante più diffusa, piuttosto che con la prima variante. Considerando che GISAID raccoglie dati globali, è difficile non sostenere che ci sono buone possibilità di influenza virale/virale o virale/ospite sulla creazione di una varietà di variazioni di Omicron che acquisiscono prevalenza nella popolazione globale. A questo proposito, la misura della prevalenza della mutazione non è indicativa della forma progenitrice di Omicron più delle mutazioni più ampiamente circolanti.

Tuttavia, questo non tiene ancora conto della strana scomparsa e del riemergere della delezione della proteina spike 69-70. Considerando che tutte le altre varianti di preoccupazione che sono circolate negli ultimi 2 anni (a parte Omicron) non contengono questa cancellazione, sembra strano vederne l’improvviso riemergere. Certo, se si verificano varianti più infettive potrebbero mascherare l’aspetto di questa delezione, sebbene l’evoluzione virale cadrebbe comunque sotto pressione selettiva; se questa variante è meno contagiosa, sarebbe logico che alla fine cadrebbe fuori circolazione mentre altre varianti sarebbero dominanti.

Questo porta me e la mia opinione amatoriale a propendere maggiormente per il fatto che Alpha sia il “parente” più vicino a Omicron, principalmente a causa della delezione della proteina spike 69-70. Se prendiamo in considerazione la prevalenza di Alpha e Gamma, possiamo anche escludere la possibilità di Gamma sulla base del fatto che si ipotizza che Omicron sia emerso dal Botswana/Sud Africa, dove Gamma non sembra aver visto lo stesso livello di circolazione che Alpha sembra avere.

Ad ogni modo, le prove suggeriscono che Omicron condivide l’ascendenza con varianti emerse all’inizio della pandemia. Condividere tale relazione con le varianti più antiche solleva la domanda su dove potrebbe essere stato Omicron e come potrebbe essere emerso improvvisamente per dominare il globo; tutte domande che possiamo sperare di mettere insieme con prove cumulative.


Parte II: Comportamenti virali molto diversi di Omicron

Omicron ha perso l’affinità di legame con i recettori ACEII umani, ma ha ottenuto una maggiore trasmissione virale da cellula a cellula

I principi evolutivi virali di base suggeriscono che quando i virus circolano continuamente all’interno di una popolazione e diventano endemici, ci si aspetta che diventino più trasmissibili ma meno virulenti. Sebbene sia una regola pratica, tende a suonare vera per molti dei raffreddori stagionali e dei virus influenzali con cui entriamo in contatto ogni anno.

Ci sono molte sfaccettature che attribuiscono alle capacità più infettive di un virus, ma le mutazioni negli antigeni responsabili del legame ai recettori dell’ospite tendono a svolgere il ruolo più importante. A questo proposito, esiste un’associazione tra le mutazioni di un antigene e l’affinità di legame con i recettori dell’ospite (nel caso di SARS-COV2, quella sarebbe la proteina spike del virus che si adatta all’ACEII umano). Con quanto sia infettivo Omicron, ci si aspetterebbe mutazioni della proteina spike a favore del legame ACEII. Ma se osserviamo alcune delle prove, vediamo effettivamente qualcosa di piuttosto contraddittorio.

In uno studio (Zeng et. al.) i ricercatori hanno trasfettato linee cellulari per esprimere in modo univoco una di ciascuna variante della proteina spike comune di SARS-COV2. Sono stati quindi introdotti recettori ACEII solubili e sono stati misurati i legami tra la linea cellulare e i recettori ACEII umani. Contrariamente a quanto ci si aspetterebbe, Omicron ha mostrato un legame ridotto con l’ACEII umano rispetto alle varianti precedenti.

Tratto da Zeng et. al. I ricercatori hanno condotto un test mescolando ACEII solubile con vari ceppi virali. Al test è stata aggiunta anche una proteina anti-S1 (T62). Il legame all’ACEII solubile è stato confrontato con il legame alla proteina anti-S1 con il rapporto mostrato sopra. Omicron ha mostrato una selezione ampiamente ridotta per ACEII, suggerendo una ridotta affinità ACEII.

Aggiungendo a queste informazioni, i ricercatori hanno anche misurato la facilità con cui il sito di scissione della furina di queste varianti può essere tagliato dalla serina proteasi TMPRSS2. Per brevità ci riferiremo a questa proteasi proprio come serina proteasi. Il sito di scissione della furina si trova tra le subunità S1 e S2 della proteina spike di SARS-COV2, con la subunità S1 responsabile del legame virale ai recettori delle cellule ospiti mentre la subunità S2 è responsabile dell’attacco virale e dell’ingresso nelle cellule ospiti. Pertanto, le varianti che si sono evolute per avere il sito di scissione della furina più facilmente scisso dovrebbero essere in grado di entrare maggiormente nelle cellule ospiti e quindi essere più infettive e possibilmente più virulente.

Ancora una volta, i risultati di questo test in vitro sono in contrasto con questa teoria rispetto a Omicron, poiché sembra che le mutazioni nel sito di scissione della furina di Omicron mostrino un’attività di scissione della proteina spike ridotta. Vale la pena notare che Delta mostra una scissione molto chiara delle subunità, dando credito alle mutazioni nel sito di scissione della furina che svolgono un ruolo importante nella maggiore trasmissione di Delta rispetto alle varianti precedenti.

Il virus pseudotipato è stato lisato e asciugato, con macchie di maggiore intensità indicative di una maggiore scissione S1 (tra il segno 100 e 130 kDa). Come previsto, Delta ha mostrato un’intensità molto forte, suggerendo un alto livello di scissione S1 che era previsto e precedentemente segnalato per Delta. Ironia della sorte, Omicron ha mostrato una banda molto debole, suggerendo pochissime proteine ​​scisse di S1. Ciò suggerirebbe che le mutazioni del cito di scissione della furina di Omicron potrebbero avere un’affinità alterata per la serina proteasi.

Finora abbiamo prove delle informazioni che lavorano contro l’evidente aumento della trasmissibilità di Omicron. Non solo mostra un legame ridotto ai recettori ACEII umani, ma sembra anche avere una ridotta capacità di scissione delle subunità S1 e S2. Allora da dove viene la maggiore trasmissione di Omicron?

I ricercatori hanno condotto un altro studio, indicando che la maggiore infettività di Omicron potrebbe derivare dalla trasmissione virale da cellula a cellula. In generale, i virus si diffondono attraverso due vie; possono essere rilasciati nella matrice extracellulare dell’ospite (chiamata anche trasmissione senza cellule) dove il virus vaga liberamente fino a quando non entra in contatto con un’altra cellula ospite da infettare, oppure il virus si diffonde attraverso il contatto di una cellula ospite infetta alle cellule vicine portando a una forma tangenziale di infezione (trasmissione da cellula a cellula). Sebbene sembri un dettaglio minore, la capacità di un virus di diffondersi tra le cellule ospiti piuttosto che attraverso la circolazione crea molti problemi per quanto riguarda la terapia e la risposta immunitaria, poiché molti virus sono in grado di sfuggire all’essere presi di mira sia dagli antivirali che dal sistema immunitario dell’ospite attraverso l’utilizzo della via di trasmissione cellula-cellula.

In effetti, la trasmissione da cellula a cellula di SARS-COV2 fornisce una pletora di preoccupazioni. Per quanto riguarda Omicron, anche se Omicron ha una ridotta affinità di legame ACEII, oltre a ridotte capacità di produrre fusione cellula-cellula (chiamata anche formazione di sincizi), sembra avere una maggiore trasmissione virale cellula-cellula rispetto alle varianti precedenti.

È importante fare una chiara distinzione qui; la fusione da cellula a cellula si riferisce alla capacità di un virus di fondere le cellule vicine in una grande massa multicellulare (sincizia) mentre la trasmissione da cellula a cellula si riferisce alla capacità di un virus di infettare le cellule vicine. Entrambi vanno di pari passo, anche se qui vediamo che Omicron ha una trasmissione più elevata con una fusione ridotta.

Le cellule trasfettate per esprimere la proteina fluorescente verde (GFP) e la proteina S sono state incubate con cellule che esprimono ACEII, con la formazione di syncitia esaminata. Ciuffi più grandi di verde indicano una maggiore fusione cellula-cellula (e). Le cellule contenenti la proteina spike sono state mescolate con cellule che esprimono ACEII-GFP. Il legame di Spike al complesso ACEII sarebbe fluorescente a causa della luciferasi indotta dalla fusione ed è stata presa la misura della fluorescenza. Omicron ha mostrato una fluorescenza ridotta, suggerendo una ridotta fusione cellula-cellula (f). Infine, le cellule che esprimono la proteina spike e la luciferasi sono state mescolate con le cellule che esprimono ACEII. La fluorescenza è stata indicata come misura della trasmissione da cellula a cellula dovuta alla luciferasi secreta. Omicron ha mostrato un ampio livello di fluorescenza, suggerendo la via di trasmissione da cellula a cellula (g).

Questo presenta un nuovo problema. Se l’infettività di Omicron dipende prevalentemente dalla trasmissione da cellula a cellula, ci dovrebbe essere preoccupazione per la possibilità sia di fuga immunitaria che di ridotta efficacia antivirale. Può anche svolgere un ruolo nella maggiore riduzione della neutralizzazione degli anticorpi monoclonali, sebbene ciò dipenda interamente dal tipo di test condotto. Dovrebbe essere sollevato il dubbio se questa capacità di sfuggire alla funzione immunitaria possa svolgere un ruolo nel prevenire un’adeguata vaccinazione contro Omicron se gli anticorpi prodotti non sono in grado di colpire la variante a causa di un possibile meccanismo di trasmissione virale.

Vale anche la pena notare che questi risultati del test in vitro di un legame ACEII ridotto contraddicono la modellazione al computer eseguita da Chen et. al, che può essere probabilmente attribuito alla differenza nella metodologia. Ricorda che la modellazione al computer è fortemente sbilanciata verso le variabili fornite dai ricercatori che potrebbero influenzare i dati raccolti.

Inoltre, i risultati qui sono stati tutti condotti in vitro e devono essere fatte considerazioni per tenere conto del fatto che questi non terranno conto delle effettive dinamiche di legame, fusione e trasmissione virale negli esseri umani.

Tuttavia, questi studi forniscono alcune informazioni su alcuni punti chiave:

  1. Omicron sembra avere un’affinità di legame ACEII ridotta rispetto alle varianti precedenti. Questo è probabilmente da attribuire alla ridotta virulenza di Omicron.
  2. L’attività della serina proteasi contro il sito di scissione della furina di Omicron sembra essere ridotta, suggerendo ancora una volta una possibile riduzione della virulenza e dell’infettività di questa variante.
  3. Paradossalmente, Omicron sembra avere un forte aumento della trasmissione virale da cellula a cellula, che sembra essere il probabile colpevole dell’elevata trasmissibilità e infettività di Omicron rispetto alle varianti precedenti.

Ecco un riassunto fornito dai ricercatori (enfasi mia):

Una scoperta sorprendente è che, distinto da Alpha, Beta e Delta, il picco di Omicron ha mostrato un legame ridotto all’ACE2 solubile, che probabilmente spiega, almeno in parte, la sua minore efficienza di fusione cellula-cellula. Ciò può indicare un costo di fitness a seguito di un accumulo di mutazioni RBD mentre si è sotto pressione selettiva per la fuga di nAb. Inoltre, una ridotta fusione cellula-cellula ridurrebbe la citotossicità e potrebbe contribuire a una minore virulenza per la variante Omicron, che è stata provvisoriamente riportata da prove aneddotiche23…
In effetti, la variante Omicron ha mostrato una migliore trasmissione da cellula a cellula, che faciliterebbe la diffusione del virus. La trasmissione da cellula a cellula è comunemente usata da molti virus, incluso SARS-CoV-2, ed è un meccanismo altamente efficiente di diffusione del virus all’interno di un host20,26,27. Una migliore trasmissione da cellula a cellula può aiutare a compensare altri difetti osservati nella proteina Omicron S, come il ridotto legame ACE2 e la fusogenicità. In particolare, la trasmissione cellula-cellula di SARS-CoV-2 non richiede assolutamente ACE2 e la fusione cellula-cellula estesa mediante il suo picco compromette la trasmissione cellula-cellula20. Inoltre, la trasmissione da cellula a cellula è resistente agli anticorpi neutralizzanti, implicando un altro potenziale meccanismo di evasione immunitaria di Omicron20,26,27.

Nel complesso, Omicron ci fornisce una nuova strana bestia. Il suo comportamento sembra essere in contrasto con le varianti precedenti, il che non è qualcosa che ci si aspetterebbe. Si pone la domanda sul perché Omicron sia così diverso rispetto ad altre varianti e quali domande evoca su come si sia verificato un cambiamento così drastico nell’infettività.


Parte III: Perdita di anticorpi neutralizzanti

L’immunità naturale e i regimi di vaccinazione a due dosi mostrano una protezione ridotta/nessuna contro l’omicron (rispetto agli anticorpi)

Il targeting di vaccini e terapie contro la proteina spike di SARS-COV2 fornisce un’arma a doppio taglio. Qui, la somministrazione di anticorpi o terapie che possono legarsi correttamente alla proteina spike, in particolare al dominio di legame del recettore, sono in grado di neutralizzare la capacità del virus di attaccarsi ai recettori ACEII ospiti e ottenere l’ingresso nelle cellule ospiti.

Ma la dipendenza del virus dalla proteina spike lo rende anche l’antigene più malleabile, poiché le mutazioni costanti forniscono sia maggiori probabilità di aumentare il legame del recettore, sia una possibilità di fuga degli anticorpi.

Omicron contiene diverse dozzine di mutazioni all’interno della sua proteina spike, e quindi ha senso il motivo per cui viene prestata grande attenzione agli effetti di queste mutazioni sugli anticorpi. La scorsa settimana ho postato su anticorpi monoclonali che perdono efficacia contro Omicron. Molti di questi anticorpi monoclonali (a parte Sotrovimab) provenivano da precedenti pazienti SARS-COV2 dal ceppo iniziale del virus e dalle prime varianti. Per questo motivo, ho sostenuto che la perdita di efficacia nei trattamenti con anticorpi monoclonali dovrebbe essere parallela a una perdita di efficacia simile rispetto sia all’immunità naturale che al regime di dosaggio del vaccino originale.

E sembra che questo sia ciò che sta accadendo; in quasi tutti gli studi che ho esaminato finora, l’immunità naturale e il regime vaccinale originale a 2 dosi ha mostrato una neutralizzazione di Omicron notevolmente ridotta.

Facendo riferimento allo Zeng et. al. studio ancora una volta, i ricercatori hanno raccolto sieri di sangue da operatori sanitari che hanno ricevuto 2 dosi di vaccini mRNA (d & h). I sieri sono stati raccolti anche da persone che hanno ricevuto booster (e), sono state precedentemente infettate da Delta (g) o sono state ricoverate in ospedale o in terapia intensiva prima della disponibilità dei vaccini (f). In generale, a parte i booster e quelli infetti da Delta, le prove suggeriscono che la neutralizzazione degli anticorpi dei sieri è stata notevolmente ridotta contro Omicron:

Successivamente abbiamo esaminato la capacità di Omicron di sfuggire agli anticorpi neutralizzanti indotti dal vaccino, una misura fondamentale di protezione dall’infezione da SARS-CoV-216. Per affrontare questo problema, abbiamo raccolto sieri da 48 operatori sanitari (sanitari) 3-4 settimane dopo la seconda dose di Moderna mRNA-1273 (n = 20) o Pfizer/BioNTech BNT162b2 (n = 28). Avendo precedentemente esaminato questa coorte per la capacità delle varianti D614G, Alpha, Beta e Delta di sfuggire alla neutralizzazione degli anticorpi sierici (nAb)17, abbiamo confrontato la resistenza alla neutralizzazione di Omicron con queste varianti preoccupanti. Abbiamo scoperto che la variante Omicron mostrava una resistenza alla neutralizzazione significativamente maggiore, ovvero 22,9 volte (p <0,001), rispetto all’ancestrale D614G, con le varianti Alpha, Beta e Delta che mostravano 1,2 volte, 4,4 volte (p <0,001 ) e 2,0 volte (p <0,01) diminuiscono rispettivamente i titoli di nAb (Fig. 1d). In totale, solo il 27,1% (13/48) degli operatori sanitari ha mostrato titoli di nAb contro Omicron al di sopra del limite di rilevabilità (NT50 < 80); tuttavia, diversi individui (1–3) hanno mostrato titoli di nAb forti che sono stati mantenuti contro Omicron (Fig. 1d e and .h). Moderna mRNA-1273 negli operatori sanitari ha leggermente sovraperformato Pfizer/BioNTech BNT162b2 (Fig. S1a), come riportato in precedenza17, 18.

Tratto da Zeng et. al. Nei pazienti con vaccinazioni a sole 2 dosi si può osservare una forte riduzione dei titoli di neutralizzazione (d). In coloro che sono stati ricoverati in ospedale o ricoverati in terapia intensiva non sono visibili anticorpi neutralizzanti (f). Titoli elevati di anticorpi neutralizzanti possono essere osservati in coloro che hanno ricevuto una dose di richiamo (e). Tuttavia, quelli precedentemente infettati con la variante Delta mostrano ancora attività di neutralizzazione contro Omicron, sebbene si debba considerare il momento dell’infezione. Anche il livello dei titoli di neutralizzazione è molto vario all’interno di questa coorte (g).

Ci sono alcuni aspetti interessanti da questi risultati. I vaccini a due dosi erano basati sul ceppo originale del virus, quindi è possibile fare un confronto tra coloro che sono stati vaccinati e quelli che sono stati infettati da Delta, essenzialmente un confronto di come le diverse varianti “vaccinazioni” influenzano gli anticorpi prodotti. Qui, gli anticorpi prodotti dal regime di vaccino mRNA a due dosi hanno mostrato una forte riduzione delle capacità di neutralizzazione contro Omicron mentre mostravano una forte attività contro i ceppi inizialmente circolanti (D614G), Alpha e Gamma. I sieri raccolti da pazienti precedentemente infettati da Delta sembravano mostrare un’ampia attività di neutralizzazione contro tutte le varianti, sebbene sia Beta che Omicron mostrassero titoli di neutralizzazione inferiori rispetto agli altri 3 ceppi. In effetti, lo schema simile può essere visto sia con il regime a 2 dosi che con i pazienti ospedalizzati (si prevede che i pazienti in terapia intensiva/ricoverati producano più anticorpi, poiché vi sono prove che una malattia più grave produce una risposta immunitaria maggiore che può essere osservata quando si confronta la risposta anticorpale nei pazienti in terapia intensiva).

È possibile effettuare confronti sulla base di questi risultati. Solleva interrogativi sulla risposta anticorpale dicotomica, con 3 ceppi del virus che mostrano un’attività di neutralizzazione simile mentre sia Beta che Omicron sembrano essere valori anomali. Sarebbe interessante vedere l’analisi comparativa condotta tra le mutazioni di Beta e Omicron e il motivo per cui hanno prodotto una risposta immunitaria così diversa rispetto alle altre varianti, soprattutto considerando che Beta contiene molte meno mutazioni rispetto a Omicron.

Vale la pena ribadire che questi test sono stati eseguiti con anticorpi e non tengono conto della risposta dei linfociti B o T precedentemente esposti. La risposta degli anticorpi non è l’unica cosa che dovrebbe essere presa in considerazione, ma sfortunatamente molti ricercatori tendono a concentrarsi esclusivamente sui test degli anticorpi e non sulle risposte delle cellule immunitarie.

Nel mio post della scorsa settimana mi sono concentrato esclusivamente sui test mirati agli anticorpi monoclonali. Tuttavia, molti di questi studi hanno anche esaminato sia l’immunità naturale che i diversi regimi vaccinali e hanno visto risultati simili.

Eccone uno da Wilhelm et. al. È una cifra a cui ho già fatto riferimento due volte nei post precedenti, ma fornirò un po’ più di chiarezza sui dettagli importanti:

Tratto da Wilhelm et. al. Due dosi di vaccinazione Pfizer, Moderna o eterologa AstraZeneca/Pfizer non hanno mostrato anticorpi neutralizzanti. La tripla vaccinazione di Pfizer ha mostrato attività di neutralizzazione mezzo mese dopo il richiamo. Tuttavia, dopo 3 mesi molti pazienti hanno mostrato la perdita di titoli anticorpali di neutralizzazione elevati. Nel complesso, tutti i regimi di richiamo hanno mostrato un aumento degli anticorpi neutralizzanti, sebbene molti pazienti abbiano continuato a non mostrare anticorpi di neutralizzazione anche dopo il richiamo. Diverse variabili dovrebbero essere considerate tra cui l’età, la funzione immunitaria e le comorbilità come giocano un ruolo.

Nel Tada et. al. studio citato nella mia serie di anticorpi monoclonali, è stata riscontrata anche una diminuzione della neutralizzazione di Omicron, sebbene non agli stessi livelli degli studi precedenti citati.

Tratto da Tada et. al. A differenza degli studi precedenti, i pazienti di queste coorti hanno mostrato ancora un’attività neutralizzante nei confronti di Omicron, sebbene notevolmente ridotta rispetto ad altre varianti. Sebbene un regime di potenziamento mostri il maggiore aumento dei titoli anticorpali neutralizzanti, coloro che erano stati precedentemente infettati e fornivano un regime a 2 dosi hanno comunque mostrato livelli di titoli anticorpali paragonabili a quelli che sono stati vaccinati tre volte.

Occorre prestare attenzione all’elevata variabilità della risposta immunitaria nei confronti di Omicron. Sembra che gli anticorpi prodotti da diversi pazienti non abbiano prodotto alcuna capacità neutralizzante (punti dati sul fondo visti sia nei grafici di Wilhelm et. al. che in quelli di Tada et. al.). Sebbene speculativo, è probabile che gli anticorpi prodotti da questi pazienti non abbiano preso di mira le regioni della proteina spike che sono rimaste conservate attraverso le varianti (pensa a “Sotrovimab” e a come prende di mira le regioni conservate della proteina spike). Se gli anticorpi hanno preso di mira solo le regioni che sono mutate, ha senso che non sia stata creata alcuna risposta robusta contro Omicron.

Diversi fattori dovrebbero essere esaminati sul motivo per cui si verificherebbe una tale risposta, comprese variabili confondenti come l’età e lo stato di obesità, che svolgono ruoli critici nella risposta immunitaria di un paziente e che possono alterare gli anticorpi prodotti da un paziente.

Come previsto, un regime di richiamo sembra conferire la maggiore attività anticorpale contro Omicron sia in coloro che sono stati vaccinati tre volte sia in quelli precedentemente infettati e poi vaccinati. Occorre prestare attenzione alla risposta immunitaria eterologa (infetta e poi vaccinata), poiché questi pazienti hanno mostrato nel complesso un’attività anticorpale più forte rispetto ai soli pazienti a 3 dosi.

Ci sono alcuni motivi per cui ciò si verificherebbe, ma come ho detto sopra, pensa a Sotrovimab quando esamini questi risultati. La forza di Sotrovimab deriva dalla sua capacità di colpire una regione della proteina spike che rimane conservata sia in SARS-COV che in SARS-COV2. È ormai noto che gli anticorpi che non prendono di mira le regioni soggette a mutazioni costanti sono il modo migliore per ottenere un’attività neutralizzante coerente contro tutte le varianti.

Ciò che potrebbe accadere nelle coorti a 3 dosi e in quelle infette/vaccinate è che l’esposizione costante alla proteina spike potrebbe suscitare una risposta immunitaria più variata nel tempo, portando infine alla produzione di anticorpi che potrebbero colpire regioni della proteina spike che l’esposizione precedente non è riuscita a raggiungere l’obiettivo.

Pensa a un’attività ridondante (come pulire o anche attività come i puzzle), in cui esegui i movimenti e copri le basi di ciò che deve essere fatto. È la stessa routine più e più volte, ma nel tempo potresti notare piccole cose che hai perso o ignorato (un angolo della casa che non ti sei mai preso la briga di spolverare) e scoprendo questo non solo ti dedichi a qualsiasi attività sia necessaria, ma si ricorda di farlo anche in futuro.

C’è molta immunologia responsabile di questa attività, come la rapida mutazione delle cellule immunitarie per produrre anticorpi altamente vari che combattono su chi diventerà gli anticorpi “migliori”, ma il punto è che l’esposizione ripetuta all’antigene trova i piccoli frammenti che erano mancato durante precedenti infezioni o vaccinazioni. Se queste nuove parti della proteina spike vengono conservate tra i ceppi precedenti e Omicron, è probabile che si producano anticorpi neutralizzanti e cross-reattivi che possono resistere ad altre varianti.

Nel caso della cosiddetta esposizione eterologa, in cui la via di presentazione dell’antigene o di vaccinazione è diversa (come il vaccino contro l’infezione/mRNA o il vaccino adenovirus/mRNA), è probabile che la maggiore produzione di anticorpi neutralizzanti sia legata a tale differenza nella presentazione dell’antigene, poiché le persone che sono state precedentemente infettate sarebbero state esposte all’intero virus e quindi esposte solo alla subunità S1 quando vaccinate con i vaccini mRNA. Inoltre, l’uso di nanoparticelle lipidiche, che sono note per essere adiuvanti (che suscitano una risposta immunitaria), produrrebbe anche una risposta immunitaria diversa rispetto alla sola infezione naturale.

Ciò solleva alcune domande in merito alle politiche di potenziamento in corso di attuazione. Considerando che coloro che sono stati precedentemente infettati e poi costretti a ricevere vaccinazioni COVID a causa di mandati, è probabile che queste persone abbiano la risposta immunitaria più robusta, anche contro Omicron e rispetto agli individui tripla vaccinati. Mentre stiamo iniziando a spingere per imporre incentivi, è necessario sollevare domande sull’efficacia e sulla legittimità di tali politiche errate.

Nel complesso, c’è una buona ragione per cui ci sono preoccupazioni sui vaccini e l’immunità naturale che gioca un ruolo contro Omicron. Solo sulla base di saggi che utilizzano anticorpi contro virus pseudotipi (virus realizzati per presentare solo la proteina spike di SARS-COV2), possiamo vedere che Omicron ha mostrato un ottimo livello di ridotta attività di neutralizzazione. Tuttavia, è necessario sottolineare che questi studi non utilizzavano effettive particelle virali SARS-COV2, per non parlare delle varianti di Omicron. Ancora più importante, gli studi sull’albero filogenetico che ho incluso in precedenza evidenziano anche l’importanza dei ricercatori di dettagliare quali mutazioni contiene la loro versione di Omicron, poiché le differenze nelle mutazioni della punta altereranno il legame degli anticorpi.

L’uso degli anticorpi come misura della funzione immunitaria è stato molto controverso. Il nostro sistema immunitario non funziona solo grazie alla capacità di produrre anticorpi, ma dipende dalla totalità della risposta immunitaria, inclusa la maturazione e la differenziazione delle cellule B e T per indirizzare al meglio gli agenti patogeni quando si verificano infezioni, tuttavia la maggior parte dei test eseguiti di questa natura non prendiamo in considerazione l’attività delle cellule immunitarie, e quindi siamo lasciati all’oscuro di una parte fondamentale del nostro sistema immunitario.

Ma non tutte le speranze sono perse. Fortunatamente, alcuni ricercatori hanno iniziato a esaminare la risposta a Omicron da parte dei linfociti T e i risultati sono molto promettenti.

Per una ripartizione di base dei linfociti T, ecco un riferimento da ASU, ma ecco una panoramica più pesante del gergo da Jarjour et. al. per chi fosse interessato:

I linfociti T sono importanti regolatori dell’immunità (umorale) cellulare e mediata da anticorpi. I linfociti T convenzionali, caratterizzati dall’espressione dei recettori della superficie cellulare CD4 e CD8, utilizzano i recettori dei linfociti T clonalmente variabili (TCR) per riconoscere gli antigeni derivati ​​da proteine ​​patogene sotto forma di frammenti peptidici associati alle molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) ( antigene leucocitario umano [HLA] nelle persone). Ciò porta alla differenziazione delle cellule T in una gamma di tipi di cellule effettrici su misura per controllare l’organismo invasore (Tabella 1). Diversi tipi di agenti patogeni richiedono il controllo di tipi distinti di cellule effettrici immunitarie. Nel caso di infezioni virali, queste di solito includono cellule CD4+ T (Tfh) “follicular helper” che inducono le cellule B a produrre anticorpi ad alta affinità in grado di neutralizzare il patogeno e cellule T CD8+ citolitiche che uccidono le cellule infettate dal patogeno. La diversità clonale nella popolazione di cellule T “ingenua” pre-immune significa che saranno presenti cellule rare con TCR in grado di riconoscere un nuovo patogeno, come il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) della sindrome respiratoria acuta grave. In una risposta immunitaria produttiva, queste specifiche popolazioni di cellule T subiscono incrementi numerici drammatici e si differenziano per manifestare funzioni effettrici appropriate per l’eliminazione del patogeno. Questo di solito è seguito da una sostanziale perdita di cellule effettrici ma dalla conservazione di un numero elevato di cellule T “di memoria” durevoli di vario tipo, chiamate anche sottoinsiemi (Tabella 1), che possono essere schierate in modo efficiente se un individuo viene reinfettato dallo stesso patogeno (Figura 1A). Poiché un’efficace memoria immunitaria può persistere per decenni e in genere si traduce in risposte potenziate e controllo accelerato dei patogeni, la generazione di una memoria dei linfociti T e B robusta e durevole è un obiettivo dei vaccini, compresi i numerosi vaccini contro SARS-CoV-2 attualmente presenti nell’uomo prove.

In una prestampa di De Marco et. al., i ricercatori hanno raccolto sangue da volontari che erano stati solo vaccinati o che avevano avuto un’esposizione eterologa attraverso un regime di vaccino DNA/mRNA o un’infezione/vaccinazione. Quindi, i ricercatori hanno isolato i loro linfociti e li hanno sfidati contro la proteina spike di Omicron. Sebbene sia stata osservata una risposta ridotta contro le regioni della proteina spike con alti livelli di mutazione, la risposta all’intera proteina sembra aver retto.

Tratto da De Marco et. al. Durante l’esame delle regioni mutate della proteina spike, la risposta dei linfociti T è stata notevolmente attenuata (AC). Tuttavia, quando la regione mutata viene rimossa dalla considerazione, la risposta dei linfociti T è stata mantenuta in tutti i regimi di esposizione all’antigene (D). “2D: = 2 dosi di vaccino: 3D: 3 dosi di vaccino mRNA, HET: 1-2 dosi di vaccino vettore adenovirale + 1 dose di mRNA, COV-VAC: convalescenti covid successivamente vaccinati; VAC-COV Individui vaccinati successivamente infettati da SARS-CoV-2.

Questo è uno studio importante, poiché prende in considerazione non solo le attività degli anticorpi, ma le cellule responsabili della segnalazione e della produzione della risposta anticorpale. Come suggerito da questi studi, una risposta dei linfociti T a Omicron dovrebbe ancora reggere, indicando una risposta immunitaria più rapida a Omicron e, idealmente, dovrebbe portare a una risposta di difesa più rapida.

Rispetto al ceppo Wuhan, la variante Omicron porta oltre 35 mutazioni nella proteina Spike. È stato dimostrato che l’impatto di queste mutazioni sul riconoscimento degli anticorpi è sostanziale, con una significativa perdita di attività neutralizzante nel siero di individui convalescenti e vaccinati2, 11. Nelle varianti precedenti, sebbene la potenza di neutralizzazione degli anticorpi fosse diminuita, le risposte dei linfociti T sono state mantenute4, 12, sebbene alcune mutazioni abbiano dimostrato di influenzare il riconoscimento dei linfociti T CD813. Qui, troviamo che le risposte dei linfociti T contro le regioni mutate in Omicron sono fortemente ricercato. Tuttavia, poiché queste regioni coprono solo una piccola frazione dell’intera proteina, la risposta complessiva contro Omicron Spike sembra essere ampiamente preservata. La reattività alla variante era simile indipendentemente dalla vaccinazione e/o dalla storia dell’infezione. La scoperta di risposte persistenti e robuste delle cellule T nonostante le mutazioni in Omicron forniscono quindi la certezza che l’immunità cellulare contro questa variante non sarà compromessa.

Sfortunatamente, i ricercatori hanno utilizzato solo proteine ​​spike in questo studio a parte le particelle virali intere, che potrebbero indicare una risposta diversa all’intero virus, soprattutto considerando la natura della fuga immunitaria provocata da particelle virali intere.

Questo studio delinea qualcosa di fondamentale per la conversazione sul COVID, ed è qualcosa che molte persone hanno discusso ma sembra mancare nelle politiche sanitarie. Gli anticorpi non sono l’unica cosa che dovrebbe importare; è la totalità della risposta immunitaria, qualcosa che ci mancherà chiaramente se raccogliamo ed esaminiamo solo il legame degli anticorpi con gli antigeni. Questo è anche qualcosa che il dottor Malone ha sollevato nella sua discussione con Joe Rogan sul motivo per cui la risposta delle cellule immunitarie non viene presa in considerazione.

Dal punto di vista dei ricercatori, potrebbe essere che i test di neutralizzazione siano molto più facili da eseguire, poiché gli anticorpi possono essere più facili da isolare rispetto ai linfociti T e potrebbero non richiedere gli stessi severi requisiti di conservazione. Ciò non compensa ancora la quasi abbondanza di letteratura COVID sugli anticorpi rispetto alle risposte dei linfociti T, e questa situazione è resa ancora peggiore quando i livelli di anticorpi sono ciò che viene utilizzato per guidare le politiche di vaccinazione.

Inoltre, non ha senso che gli anticorpi in declino vengano utilizzati per misurare un declino della risposta immunitaria. Anche se la produzione di anticorpi per questi vaccini COVID ha una vita più breve (rispetto ad altri vaccini), i linfociti T dovrebbero continuare a rimanere. In effetti, questo è l’intento del sistema immunitario adattativo. La creazione di un’immunità di lunga durata che suscita una risposta più rapida a un antigene appreso è ciò che guida la sopravvivenza della nostra specie. Ricorda che, quando non è costantemente esposto a un antigene, non ha senso che il corpo produca continuamente anticorpi. I nostri corpi cercano di comportarsi in modo meno dispendioso, e cosa c’è di più dispendioso che produrre costantemente anticorpi contro un antigene a cui non sei più esposto? Sono sia risorse che energia sprecate che potrebbero essere utilizzate meglio da altri processi biologici. Quindi non si tratta degli anticorpi, ma delle cellule che producono gli anticorpi e della loro capacità di creare rapidamente una risposta alle future esposizioni agli antigeni che conta, e l’idea che questo non venga analizzato attentamente dovrebbe rimettere in discussione le politiche sanitarie che sono essere imposto su di noi.

Possiamo capire perché molte delle preoccupazioni su Omicron sono giustificate. Finora, sembra che sia il regime vaccinale originale che l’infezione naturale non forniscano una forte neutralizzazione contro Omicron. Tuttavia, una terza dose di vaccino, probabilmente a causa della costante esposizione all’antigene, probabilmente ha prodotto anticorpi che prendono di mira le regioni proteiche spike conservate che conferiscono una maggiore attività di neutralizzazione contro Omicron.

Tuttavia, ci sono anche prove evidenti che coloro che hanno avuto infezioni precedenti e due dosi di vaccini mRNA mostrano titoli anticorpali paragonabili a quelli triplicati. Anche senza vaccinazione, le persone precedentemente infettate da Delta contengono anticorpi neutralizzanti contro Omicron, qualcos’altro che dovrebbe essere preso in considerazione nel discorso COVID. Con una maggiore spinta per mandati di richiamo, i funzionari sanitari dovrebbero capire che i vaccini non sono l’unica strada per raggiungere l’immunità di gregge, anche io ricordo un momento in cui l’immunità naturale era considerata una parte dell’immunità di gregge. Dovremmo preoccuparci molto quando, anche a questo punto, l’immunità naturale in tutte le sue forme non viene presa in considerazione quando si tratta di questi mandati.

Anche di fronte a Omicron, la politica pubblica non sembra essere in grado di tenere il passo con la scienza.


Parte IV: Infezione polmonare attenuata, cambiamento nella patologia della malattia?

Omicron ha attenuato il targeting dei polmoni, forse diventando più un’infezione delle vie respiratorie superiori

All’inizio della pandemia, i rapporti iniziali sui sintomi del COVID di solito dettagliavano i sintomi come tosse, mal di gola e febbre. Tuttavia, la tosse era solitamente descritta come una tosse secca, coerente con un’infezione delle vie respiratorie inferiori. Per questo motivo, l’infezione da COVID è stata descritta come un’infezione del tratto respiratorio inferiore piuttosto che un’infezione del tratto respiratorio superiore simile al raffreddore stagionale e alle infezioni influenzali.

Certo, ora sappiamo che il COVID può assumere diverse patologie patologiche, e in molti ambienti è stato considerato una malattia vascolare per la presenza di coaguli negli stadi gravi e tardivi della malattia.

Omicron si è presentato con una via di infezione molto diversa rispetto alle sue controparti virali e ci si dovrebbe chiedere se queste differenze possano portare a differenze nella presentazione della malattia.

In effetti, prove emergenti suggeriscono che Omicron abbia una ridotta infettività delle cellule del polmone, il che potrebbe essere un segnale di un passaggio verso un patogeno delle vie respiratorie superiori.

In breve, il tratto respiratorio, che comprende naso, gola e polmoni, può essere suddiviso in due regioni. Il tratto respiratorio superiore è costituito da naso, faringe e laringe (la laringe sembra essere un punto di contesa per quale “lato del tratto” appartiene) e di solito termina vicino alla parte superiore della gola. Il tratto respiratorio inferiore, invece, coinvolge la trachea, i bronchi e i polmoni.

Se fosse vero, ciò presenterebbe un cambiamento sorprendente nella patologia della malattia, poiché aggiungerebbe peso all’idea che l’Omicron sia una forma molto più lieve di COVID; una posizione che fornirebbe un grande ottimismo per il mondo in generale, considerando la velocità con cui si sta muovendo attraverso la popolazione.

In un ultimo riferimento a Zeng et. al., i ricercatori hanno combinato gli pseudo lentivirus di Omicron con cellule CaLu-3 derivate dall’epitelio polmonare umano. Stavano prendendo misure di fluorescenza (un legame più elevato con le cellule polmonari equivaleva a una fluorescenza più elevata) e Omicron ha mostrato un livello di fluorescenza molto più basso, suggerendo una riduzione dell’infettività nei confronti delle cellule epiteliali polmonari umane rispetto ai precedenti ceppi circolanti di SARS-COV2.

Tratto da Zeng et. al. Livelli di luminescenza ridotti in Omicron suggeriscono che Omicron potrebbe avere una ridotta infezione delle cellule polmonari.

Considerazioni attente dovrebbero essere prese con questo studio, soprattutto dopo il nostro ampio commento sulla forte dipendenza di Omicron dalla trasmissione da cellula a cellula, che non sarebbe stata ripresa in questo test. Tuttavia, aggiunge prove all’argomento secondo cui Omicron è meno letale e virulento.

Risultati simili sono stati ottenuti in un saggio ex vivo di Chan et. al., in cui i ricercatori hanno infettato i bronchi umani e le cellule polmonari con i ceppi D614G, Delta e Omicron di SARS-COV2. Omicron ha mostrato un’infettività molto più elevata delle cellule bronchiali ma ha mostrato una ridotta infettività delle cellule polmonari.

Tratto da Chan et. al. La cinetica di replicazione virale è stata misurata ogni 24 ore nel grafico sopra. I titoli virali sono stati misurati e raccolti nel grafico in basso (“Area under the Curve” – AUC). Collettivamente, Omicron ha mostrato livelli virali molto maggiori nelle cellule bronchiali ma ha attenuato la replicazione virale nelle cellule polmonari

Ci sono alcune cose da sottolineare qui. In particolare, Omicron sembra infettare le cellule bronchiali molto rapidamente, con un alto livello di infezione che si verifica 24 ore dopo l’infezione (hpi) e che aumenta gradualmente per il successivo periodo di 24-48 ore. Inoltre, Delta sembra avere un inizio più lento della sua infezione, anche se alla fine raggiunge un livello di infezione più elevato di 72 ore hpi rispetto a Omicron. Ancora più interessante, Omicron non sembra avere lo stesso livello di infettività polmonare rispetto a D614G o Delta, e sembra addirittura essere in ritardo nella sua infettività.

Quando sono state confrontate le varianti WT, Delta e Omicron, la variante Omicron si è replicata con titoli significativamente più elevati rispetto a WT o Delta a 24 e 48 hpi; la differenza è di oltre 70 volte (Figura 1b). A 72 hpi, i virus Delta e Omicron si sono replicati significativamente più del WT nei bronchi umani, ma non c’era alcuna differenza significativa tra i virus Delta e Omicron. Quando questi esperimenti sono stati eseguiti a 33oC, i titoli virali erano simili a quelli a 37oC per ciascun virus (dati non mostrati). Nelle colture ex vivo del polmone umano, l’unica differenza significativa osservata è stata la replicazione ridotta di Omicron rispetto a WT a 24, 48 e 72 hpi (Figura 1c, d). Questi risultati nel bronco e nel polmone sono stati confermati nell’analisi dell’area sotto la curva (AUC) dei titoli aggregati del virus a 24-72 hpi (Figura 1e, f).

I ricercatori suggeriscono che questa differenza potrebbe essere attribuita a differenze nell’espressione di ACEII e serina proteasi tra bronchi e cellule polmonari, in modo tale che il tessuto bronchiale contenga maggiori espressioni di entrambe le proteine. Tuttavia, è importante notare che la dipendenza sia dalla serina proteasi che dall’espressione di ACEII sembra essere ridotta in Omicron e i ricercatori hanno suggerito che la serina proteasi potrebbe non svolgere un ruolo significativo in Omicron (qualcosa anche dettagliato nello studio Zeng et. al.).

Sia l’espressione di ACEII che di serina proteasi sono state misurate tra bronchi e cellule polmonari. Le cellule bronchiali hanno mostrato un maggiore livello di espressione per entrambi, sebbene l’utilità dell’utilizzo di queste due proteine nell’infettività di Omicron sia più difficile da discernere, poiché alcuni studi suggeriscono che l’ACEII potrebbe non essere necessario e che l’attività di scissione della proteasi della serina è ridotta.

Nel regno del tessuto polmonare, questi risultati sono promettenti. Suggeriscono che l’infezione polmonare può essere attenuata con Omicron, sebbene non completamente eliminata. Questi risultati, tuttavia, gettano una svolta nell’idea che Omicron sia un’infezione prevalentemente delle vie respiratorie superiori, poiché i bronchi sono in stretta prossimità del tessuto polmonare (come indicato dal diagramma anatomico sopra). Ciò solleva interrogativi sui precedenti ceppi della malattia e sulla possibile dipendenza dall’infezione polmonare per la gravità della malattia.

Finora ci sono prove coerenti a sostegno di una ridotta infezione polmonare, ma al fine di determinare l’estensione delle cellule bersaglio di Omicron, i test ex vivo dell’epitelio nasale e delle cellule della gola aiuterebbero a dipingere un quadro migliore su quali cellule sono probabilmente sarà più preso di mira da Omicron.

Poiché l’utilizzo di soggetti umani può essere considerato estremamente immorale, i modelli animali possono essere la migliore fonte per imitare un’infezione umana con Omicron. Fortunatamente, ci sono stati alcuni studi che utilizzano modelli di criceti e topi come paralleli all’infezione umana.

Uno studio di Diamond et. al. ha esaminato gli effetti dell’infezione da Omicron su modelli di topo e criceto. I ricercatori hanno utilizzato vari tipi di criceti e topi, ma per il nostro bene esamineremo specificamente i roditori transgenici per l’espressione umana di ACEII.

Gli animali transgenici sono animali geneticamente modificati per esprimere geni provenienti da altre fonti. In questo caso, questi roditori sono stati progettati per esprimere i recettori ACEII umani, e quindi servono come buoni candidati per modellare l’infezione umana, sebbene sia necessario tenere in considerazione gli avvertimenti a causa delle differenze nei modelli, e quindi servire più come simulacri piuttosto che come veri paralleli.

Nello studio sui topi, i ricercatori hanno inoculato topi transgenici con Omicron. I ricercatori hanno notato che questi topi non hanno mostrato perdita di peso (la perdita di peso è considerata una misura della gravità della malattia nei modelli animali), il che contrasta i risultati precedenti utilizzando wildtype/D614G che ha mostrato una riduzione della perdita di peso in quegli studi.

Data l’attenuazione in diversi ceppi di topi di laboratorio convenzionali, due gruppi hanno testato l’infezione da B.1.1.529 in topi transgenici K18-hACE2 di età compresa tra 5 e 6 mesi (MSD e AGS), che esprimono hACE2 sotto un promotore della citocheratina epiteliale12 e sono più suscettibili all’infezione e alla malattia da SARS-CoV-214. A dosi di inoculazione intranasale comprese tra 103 e 105 unità infettive di B.1.1.529, la perdita di peso non è stata osservata nei primi 5-6 giorni di infezione nei topi K18-hACE2 più giovani o più anziani (Fig. 1f). Questi dati contrastano con i risultati storici con WA1/2020 D614G o varianti (ad es. B.1.351) ceppi SARS-CoV-214,22,34,36, che inducono uniformemente la perdita di peso a partire da 4 dpi. Sebbene abbiamo osservato un’attenuazione clinica di B.1.1.529 nei topi K18-hACE2, il virus si è comunque accumulato nel tratto respiratorio superiore e inferiore (Fig. 1g).

Tratto da Diamond et. al. I topi transgenici che esprimono hACE sono stati infettati con il ceppo wildtype/D614G di COVID o Omicron (a diverse concentrazioni). I topi infetti di tipo selvatico hanno mostrato una perdita di peso, indicando una malattia più grave. I topi infettati da Omicron hanno mostrato misure di peso coerenti durante i giorni misurati. I polmoni mostrano livelli virali comparabili tra wildtype e Omicron, contrariamente ai risultati trovati nelle cellule umane. Misure di inoculazione rilevanti nel riquadro sopra.

La cosa interessante qui è che, contrariamente agli studi che utilizzano epiteliali polmonari umani, questi modelli in vivo mostrano una carica virale molto elevata nei polmoni di questi topi. Pone alcune domande, poiché i ricercatori hanno notato che alcune mutazioni nella proteina spike possono adattare Omicron a un migliore legame con ACEII murino. Se i topi transgenici hACEII esprimono ancora i recettori ACEII murini, esiste la possibilità che tali recettori possano svolgere un ruolo tangenziale nell’infezione dei topi non osservata nelle cellule umane.

Indipendentemente da ciò, i risultati qui sono in linea con gli studi precedentemente elencati, poiché anche nei modelli murini la gravità della malattia sembra essere attenuata.

E lo stesso si può dire per i criceti che esprimono hACEII dove anche questi criceti non hanno mostrato una riduzione di peso rispetto a studi precedenti che utilizzavano il virus di tipo selvatico.

Sebbene i criceti siano suscettibili all’infezione da SARS-CoV-2 senza che sia necessario l’adattamento dell’ospite e mostrino alcune somiglianze con quella osservata nei pazienti con COVID-19, sviluppano malattie cliniche e respiratorie autolimitanti. Anche se il criceto ACE2 può fungere da recettore per la proteina spike SARS-CoV-2, alcuni dei residui di contatto nell’ACE2 umano non vengono conservati38, il che potrebbe diminuire l’infettività. Inoltre, i livelli di espressione di ACE2 su particolari cellule del tratto respiratorio possono differire leggermente tra criceti e umani, il che potrebbe influire sull’infettività e sull’esito clinico. Per sviluppare un modello di criceto più suscettibile, i membri del consorzio (YK) hanno utilizzato criceti transgenici (generati da ZW) che esprimono ACE2 umano sotto il promotore epiteliale della citocheratina-1839. Considerando che l’inoculazione intranasale di 103 PFU del virus HP-095 D614G ha comportato una marcata perdita di peso entro la prima settimana (Fig. 2l) e una mortalità uniforme di 10 dpi (Fig. 2m), dopo l’infezione sono state osservate una minore perdita di peso e morte (P <0,05) con 103 PFU di B.1.1.529. Coerentemente con questi dati clinici, sono stati misurati livelli di virus infettivo da 1.000 a 10.000 volte inferiori nei polmoni di criceti transgenici hACE2 sfidati con B.1.1.529 rispetto al virus HP-095 D614G a 3 e 5 dpi (Fig. 2n). In particolare, e come si è visto nei criceti siriani selvatici, sono state osservate differenze minori nell’infezione nei turbinati nasali. Pertanto, l’infezione da B.1.1.529 nel polmone è attenuata sia nei criceti wild-type che in quelli transgenici hACE2.

I modelli di criceti transgenici sono stati infettati con il ceppo wildtype/D614G di COVID o Omicron, con diverse misure adottate. I criceti infetti di tipo selvatico hanno mostrato un elevato livello di perdita di peso e morte rispetto a quelli infetti da Omicron. Quando sono stati esaminati i giorni successivi all’infezione (dpi), i modelli di criceto transgenico hanno mostrato un livello notevolmente ridotto di replicazione virale nei polmoni, risultati coerenti con quelli osservati nelle linee cellulari umane e in contrasto con i risultati osservati nei topi.

Tuttavia, nel caso del modello hamster, la carica virale nei polmoni non sembrava differire molto con l’aggiunta di hACEII. Diversi fattori potrebbero spiegare ciò, come il numero di modelli animali, le misurazioni effettuate a diversi dpi, diversi calcoli e diversi ceppi di Omicron (topi e criceti selvatici hanno ricevuto un ceppo dal Giappone mentre agli animali che esprimevano hACEII è stato somministrato un ceppo dal NOI). Tutti questi giocano fattori confondenti, ma la coerenza tra i modelli di criceto wildtype e hACEII potrebbe suggerire che hACEII potrebbe non svolgere un ruolo importante nell’infettività per Omicron, coerentemente con Zeng et. al. studia.

Ma questo non spiega bene perché i modelli di topi umanizzati hanno mostrato cariche virali così elevate nei polmoni. Potrebbe essere dovuto all’uso di diversi modelli animali e alle differenze tra l’espressione e la struttura di ACEII murino e criceto che hanno influenzato i risultati. Considerando che molte delle mutazioni di Omicron sembrano conferire un legame potenziato all’ACEII murino e l’incertezza della dinamica di legame tra la proteina spike e l’ACEII del criceto, potrebbe esserci un pregiudizio di selezione a favore di un maggiore legame con i topi in virtù delle mutazioni.

Se i modelli di topi umanizzati esprimono ancora ACEII murino e hACEII, potrebbe esserci un effetto sinergico tale che entrambe le espressioni possano aumentare l’infezione virale dei polmoni. Ancora una volta, c’è una differenza nelle misurazioni del tempo all’interno dello studio sui topi che potrebbe tener conto, e tutto questo si basa su speculazioni.

I modelli animali umanizzati non sono rappresentazioni perfette della patogenesi umana, ma forniscono una finestra sui possibili percorsi di infezione che possono verificarsi negli esseri umani. Qui, abbiamo visto molti casi che suggeriscono che Omicron mostra un’infezione attenuata dei polmoni, un modello che si correla con le prove del mondo reale (sebbene preliminari al momento) di malattie più lievi. Sebbene attenuato, non è completamente ablato, quindi esiste la possibilità di una grave infezione in alcuni dati demografici.

C’è anche l’evidenza di un’elevata carica virale nel bronco e alcune prove incoerenti di carica virale nasale nei modelli animali. Ulteriori studi aiuterebbero a fornire prove più coerenti degli effetti della carica virale nelle vie aeree superiori e della presentazione dei sintomi. Tuttavia, la maggior parte delle segnalazioni di Omicron è consistita in sintomi di raffreddore e simil-influenzale, tutti indicativi di un possibile spostamento verso un’infezione delle vie respiratorie superiori.

Allo stesso tempo, stiamo mettendo insieme le informazioni, ci sono molte domande rimaste senza risposta. In effetti, prove crescenti suggeriscono che Omicron si comporti in modo estremamente diverso rispetto alle sue altre controparti, e la sua comparsa e la rapida diffusione globale improvvisa ricordano la prima comparsa di COVID. In modo simile, ciò solleva interrogativi sulle possibili origini di Omicron. Sebbene possiamo speculare su questo argomento, ci sono prove considerevoli di un possibile serbatoio animale, in questo caso la possibilità che i topi possano essere serviti da serbatoio virale e da cui potrebbe essere emerso Omicron.


Parte V: I topi come possibili origini di Omicron

I topi come possibile origine di Omicron?

Nella mia ricerca di studi su Omicron mi sono imbattuto in questo studio di Wei et. al., il che suggerisce che è probabile che i topi siano la fonte di Omicron. Ho chiesto alla mia amica di questo articolo e lei ha subito criticato molti dei metodi, quindi per il momento l’ho ignorato. In effetti, una parte di me stava pensando di non scrivere di Omicron in generale. Ma poi mi sono imbattuto in altri studi, che mettono tutti in discussione le reali origini di Omicron.

Ho menzionato molti di questi problemi in questo articolo, ma li raccoglierò tutti qui:

  • Omicron ha un gran numero di mutazioni della proteina spike: di per sé questo sembra in linea con ciò che ci aspetteremmo da un virus; la pressione selettiva spingerebbe un virus a mutare in un modo che fornisce una migliore sopravvivenza e trasmissibilità. Tuttavia, Omicron presenta un gran numero di proprie mutazioni uniche, il che solleva interrogativi sul motivo per cui queste mutazioni sono presenti in Omicron e non nelle varianti precedenti, soprattutto a causa del gran numero di mutazioni.
  • Le mutazioni spike in Omicron sembrano sfuggire alla maggior parte dell’immunità naturale e ai reggimenti di vaccinazione a 2 dosi. Ancora una volta, questo è qualcosa che ci si aspetterebbe dal decorso naturale di un virus. Considerando i milioni e milioni di dosi di vaccini COVID che sono state fornite, possiamo anche vedere come è probabile che fornire un numero così elevato di pressione sul virus in questo modo produca mutazioni di fuga.
  • Omicron contiene la cancellazione del codone 69-70 – Questo è un po’ un nitpick, ma la scomparsa e l’emergere di questa cancellazione sembrano un po’ sospetti. Certo, ci sono prove di questa eliminazione che si verifica nei pazienti immunocompromessi in cura per COVID, ma è difficile pensare che questo particolare ceppo sia scomparso e sia tornato con una vendetta, e molto più contagioso di qualsiasi cosa vista prima.
  • Le prove dell’albero filogenetico suggeriscono che l’Alfa sia l'”antenato” più vicino all’Omicron. Sebbene Gamma possa essere preso in considerazione come una possibile fonte di Omicron, non aveva lo stesso livello di circolazione dell’Alfa. Abbinalo alla prima prova di Omicron proveniente dalla regione meridionale del continente africano e alla strana presenza della delezione 69-70, l’evidenza si avvicina maggiormente al fatto che Alpha sia un possibile antenato. Ciò solleva quindi interrogativi su come una delle prime varianti sia scomparsa e sia riemersa più di un anno dopo con così tante mutazioni e senza essere registrata.
  • Omicron sembra avere un’affinità attenuata verso i recettori ACEII umani e la serina proteasi: ecco un vero kicker. Nel caso di Delta, la sua maggiore infettività e virulenza deriva da una mutazione all’interno del sito di scissione della furina che gli ha fornito la capacità di essere scissa più facilmente dalle proteasi della serina. Sembra che sia successo il contrario con Omicron. Insieme a ciò, anche le mutazioni in Omicron non sembrano fornire un maggiore legame ai recettori ACEII umani. Invece di evolversi a favore di entrambe queste interazioni, Omicron sembra essere andato nella direzione opposta. Molti dei test che abbiamo discusso suggeriscono il ruolo ridotto svolto da ACEII e serina proteasi e una transizione verso un metodo di infezione da cellula a cellula. Ciò è contrario a ciò che ci aspetteremmo da un percorso evolutivo standard e suggerisce una linea evolutiva più tangenziale.
  • I modelli di topi mostrano un’elevata carica virale nei polmoni ma non nei modelli di criceto – Questo è un argomento un po’ ambiguo, ma considerando che i modelli di criceti transgenici hACEII non hanno mostrato una carica virale significativamente più alta nei polmoni rispetto ai criceti standard, viene da chiedersi perché i topi hanno mostrato una carica virale così elevata. Una possibilità è che i recettori ACEII murini siano espressi nei topi transgenici e, se così fosse, darebbe prova di una possibile relazione tra le mutazioni della punta di Omicron e l’affinità verso un recettore ACEII animale.

Nel loro insieme, è difficile sostenere che l’evoluzione di Omicron segua lo schema tipico che ci si aspetterebbe da un’evoluzione virale sotto la pressione selettiva di un essere umano. Come indicato sopra, l’evidenza cumulativa suggerisce che potrebbe esserci la possibilità che Omicron abbia avuto origine da un ospite animale e sia tornato nell’uomo. Più specificamente, le prove sembrano indicare che i topi siano il possibile ospite originale. Questo mi ha portato a tornare al Wei et. al. studiare ed esaminare quello studio in dettaglio.

Qui, esamineremo lo studio e metteremo insieme le prove che potrebbero supportare tale ipotesi.

Nota: mentre eseguiamo lo studio, ricorda che le informazioni puntano verso il supporto/l’evidenza di un’ipotesi e non sono conclusive. Ricorda di tenere presente che questo studio fornisce un quadro ipotetico per studi e ricerche future su cui lavorare e non è definitivo.

Esame delle ipotesi sull’origine

Partiamo dalle 3 ipotesi formulate dai ricercatori:

Inizierò con le ipotesi di “origine umana” e indicherò alcuni problemi con quelle.

Per iniziare con l’ipotesi dell'”emergenza criptica”, ho già evidenziato alcuni problemi con questa ipotesi. Considerando il livello di sorveglianza condotto, ci si aspetterebbe che diverse mutazioni relative sarebbero state identificate prima che Omicron si facesse strada nella popolazione. Inoltre, considerando che Omicron contiene molte più mutazioni del normale, non ha molto senso che non ci sia stato alcun punto in cui sarebbe stato notato.

Per quanto riguarda la PCR, la delezione della proteina Spike (cancellazione del codone 69-70) causerebbe una “caduta del gene S” durante la PCR e non verrebbe rilevata dalle tipiche procedure di test COVID, sebbene questa caduta potrebbe essere mascherata da altri ceppi del virus. Tuttavia, la maggior parte dei dati di sequenziamento utilizza procedure di tipizzazione molecolare chiamate Sanger-based typing (SBT) o next-generation sequencing (NGS), metodi di sequenziamento altamente sensibili che possono rilevare differenze nelle basi tra i campioni e dovrebbero quindi raccogliere abbastanza su queste coppie di basi facilmente. Questi metodi di tipizzazione richiedono la PCR, ma mi aspetto anche di vedere la “caduta del gene S” presa in considerazione. Dopotutto, abbiamo sequenziato la variante Alpha anche con la caduta del gene apparso durante i test COVID standard e stiamo continuando a sequenziare le varianti di Omicron alla luce della “caduta del gene S” vista in Omicron.

Ciò non significa che questa ipotesi sia falsa, tuttavia direi che l’evidenza a sostegno di essa è la più debole delle 3 ipotesi presentate, soprattutto considerando che richiederebbe un passaggio seriale attraverso molti individui infetti e passare inosservato durante quel lasso di tempo .

Sentimenti simili possono essere espressi per la seconda ipotesi (paziente immuni-compromesso). Questa è considerata l’ipotesi più popolare, tuttavia presenta ancora molti problemi.

Quando si esaminano i pazienti immuni-compromessi come serbatoio di mutazioni, si deve prendere in considerazione la dinamica tra un virus e l’ospite.

Un individuo infetto può essere infettato da molti ceppi diversi di un virus, che sono tutti in competizione tra loro per replicarsi e diffondersi. I ceppi che mutano per avere una maggiore affinità di legame con i recettori delle cellule ospiti o un ingresso più rapido nelle cellule ospiti supereranno i ceppi che non hanno capacità simili. È il motivo per cui Delta ha rilevato le varietà precedenti e ha guadagnato il dominio nel mondo. Seguendo questa linea evolutiva, possiamo sospettare che i ceppi SARS-COV2 dovrebbero acquisire continuamente mutazioni a favore del legame ACEII.

Tuttavia, in presenza del sistema immunitario di un ospite, le forze selettive sono in gioco per liberare l’infezione. Le persone naïve SARS-COV2 (coloro che non hanno avuto un’infezione naturale o vaccinazione) non avranno esperienza di andare contro il virus e faranno affidamento sul sistema immunitario innato prima che il sistema immunitario adattativo possa entrare ed eliminare il virus. In coloro che sono stati immunizzati, possono utilizzare rapidamente il loro sistema immunitario adattativo per produrre anticorpi e potenzialmente liberare il virus. Sebbene il sistema immunitario adattativo sia ottimo nell’eliminare i ceppi SARS-COV2 simili a quelli precedenti, potrebbe avere difficoltà a eliminare quelli che sono ampiamente mutati. Invece, il sistema immunitario funziona come un setaccio, o un’analogia migliore sarebbe guardare i batteri resistenti agli antibiotici. In tale scenario, gli anticorpi possono funzionare come antibiotici e rimuovere gli agenti patogeni che gli anticorpi/antibiotici possono riconoscere. Tuttavia, avrà problemi con coloro che sono resistenti/sfuggono a queste difese, che possono quindi replicarsi e prendere il controllo dell’ospite.

Questa è una delle maggiori preoccupazioni con la campagna vaccinale diffusa, in modo tale che un virus ampiamente circolante possa entrare in contatto con milioni di individui vaccinati, il cui sistema immunitario può funzionare come un setaccio ed eliminare selettivamente i ceppi del virus suscettibili al legame degli anticorpi lasciando coloro che possono scappare a replicarsi e diffondersi tra la popolazione.

Ma questo non è il caso degli individui immuni-compromessi. In molti casi questi individui hanno un sistema immunitario che è ingenuo e continua a essere ingenuo alle infezioni. La loro mancanza di creare una risposta immunitaria robusta di fronte a un’infezione non fornisce gli anticorpi “simili a setaccio” per selezionare i ceppi che possono sfuggire al sistema immunitario. Non possono fornire una contromisura a un’infezione, e invece operano come campo di battaglia per i ceppi di SARS-COV2 per competere tra loro per il dominio della replicazione. A causa di quella mancanza di pressione da parte del sistema immunitario dell’ospite, dovremmo aspettarci che il principio precedente sia in vigore; negli individui immuni-compromessi infetti da SARS-COV2, ci si aspetterebbe che il virus acquisisca mutazioni che conferiscono un maggiore legame all’ACEII, poiché questi ceppi del virus sarebbero più bravi a competere con i ceppi con minore affinità di legame.

Le prove a sostegno di questa teoria terrebbero conto della presenza di alcune delle mutazioni condivise di Omicron nei casi di studio di individui immuni-compromessi. Ad esempio, la delezione 69-70 è apparsa in alcuni casi di studio di pazienti con infezione a lungo termine da COVID. Anche le mutazioni N501Y ed E484 (ho visto emergere le mutazioni E484K o E484Q) sono emerse anche in alcuni di questi pazienti. Va notato che molte di queste mutazioni funzionano a favore del legame SARS-COV2 con ACEII, che dovremmo aspettarci in questi individui. Un’altra cosa importante da notare qui è che è probabile che le mutazioni che conferiscono un maggiore legame ACEII e sfuggono agli anticorpi siano mutazioni nel dominio di legame del recettore (RBD) della proteina spike, che entrano in contatto sia con il recettore ospite che con possibili anticorpi neutralizzanti.

C’è un problema per cui molti pazienti immuni-compromessi ricevono anticorpi e plasma convalescente, che potrebbero fornire un quadro per la pressione selettiva contro il virus. Eppure, anche allora, molti di questi pazienti non producono l’ampio livello di mutazioni visto in Omicron, e certamente non quelle che sembrano ridurre il legame con ACEII che Omicron sembra esibire. Molte di queste mutazioni sembrano essere in linea con ciò che ci aspetteremmo e forniscono invece un maggiore legame con ACEII.

In effetti, sembrerebbe che se si dovesse scegliere tra un ospite immuni-compromesso o qualcuno con immunità naturale/vaccinato, sarebbe più plausibile che Omicron sia emerso da quest’ultima coorte a causa della capacità di Omicron di sfuggire all’immunità precedente, così come come la presenza di milioni di filtri immunitari che possono esercitare una pressione selettiva sul virus per selezionare quelle varianti di fuga.

Nel complesso, le prove non sembrano supportare l’emergere umano di Omicron e la capacità di Omicron di sfuggire all’immunità precedente è contraria a ciò che ci si aspetterebbe se ci si aspettasse che gli ospiti immuni-compromessi servano da serbatoi di mutazione virale. Aggiungo il fatto che la capacità di Omicron di replicarsi e infettare è tangenziale alla necessità del legame ACEII o della scissione della serina proteasi, trovo difficile argomentare a favore delle ipotesi umane.

Ricorda però che questa non è una prova definitiva che una cosa del genere non possa accadere. Molte variabili potrebbero spiegare i fattori che ho delineato sopra. Tuttavia, sulla base delle prove fino ad ora, l’ipotesi umana non sembra reggere.

In quella nota, diamo un’occhiata più nello studio Wei et. al.


Le mutazioni nella proteina spike di Omicron mostrano prove di forti forze di selezione positive

Entrando nella prima sezione dei risultati, la scrittura qui è un po’ confusa, quindi cercherò di chiarire alcune informazioni dai ricercatori.

I ricercatori hanno prima creato un albero filogenetico per determinare le mutazioni dominanti in Omicron. Per trovare l’antenato di Omicron, i ricercatori hanno utilizzato un database di sequenziamento chiamato BLASTn, che confronta i dati di sequenziamento da diversi campioni o organismi. Utilizzando questo software, i ricercatori hanno notato che due varianti del lignaggio B.1.1 (Alpha) erano le più simili a Omicron, suggerendo che la linea Alpha fosse il probabile progenitore di Omicron.

I ricercatori hanno quindi confrontato 3 campioni di pazienti con infezione cronica. Ci aspetteremmo che i pazienti con infezione cronica, come quelli immuni-compromessi, presentino alti livelli di mutazioni soprattutto a favore del legame con il recettore ACEII umano. Tuttavia, i ricercatori hanno notato che l’esame di questi 3 pazienti infetti, così come l’analisi delle varianti precedenti, non hanno mostrato lo stesso livello di mutazioni che ci si aspetterebbe. In particolare, sono state indicate meno mutazioni all’interno del dominio di legame del recettore. Non solo, ma i confronti delle sequenze tra i pazienti con infezione cronica, le varianti precedenti e Omicron suggeriscono che Omicron contiene un alto livello di mutazioni non sinonime.

Le mutazioni sinonimiche sono mutazioni che possono essere viste in diverse varianti, come la mutazione N501Y e E484K che appare in diverse varianti. La loro presenza suggerisce una pressione selettiva simile a favore di queste mutazioni. Ad esempio, queste due mutazioni, di cui ho ampiamente discusso, forniscono un maggiore legame con il recettore ACEII umano e sfuggono all’immunità dell’ospite umano. Le mutazioni sinonime sono, qualitativamente parlando, un segno di una consistente pressione selettiva a favore di un recettore simile.

Nel complesso, sembra che, dal punto di vista di questi ricercatori, la proteina spike di Omicron abbia subito una pressione selettiva a favore di un diverso recettore ACEII, poiché ciò spiegherebbe l’alto livello di mutazioni non sinonimi rispetto agli altri ceppi virali che sono stati esaminati.

Queste osservazioni suggerivano fortemente che la variante di Omicron avesse subito una forte selezione positiva per la proteina spike a cui non era stata sottoposta nessun’altra variante nota di SARS-CoV-2 evoluta nell’uomo. Considerando che la proteina spike determina l’intervallo ospite di un coronavirus (cioè, quali organismi può infettare), abbiamo quindi ipotizzato che il progenitore di Omicron potrebbe host-jump dall’uomo a una specie non umana perché questo processo richiederebbe mutazioni sostanziali nello spike proteine ​​per un rapido adattamento a un nuovo ospite.

Questi risultati sono in linea con le prove che Omicron sembra avere un’affinità ridotta per l’ACEII umano rispetto ai ceppi Delta e SARS-COV2 di tipo selvatico.


Omicron non sembra seguire la tipica linea evolutiva vista negli esseri umani

I ricercatori hanno quindi sospettato che l’ambiente molecolare all’interno degli esseri umani avrebbe influenzato il tipo di mutazioni che SARS-COV2 mostra.

L’uso da parte dei ricercatori delle varianti di Omicron pre-epidemia e post-epidemia ha lo scopo di differenziare tra le varianti di Omicron che probabilmente hanno subito una pressione selettiva nell’uomo, con l’aspettativa che le varianti di Omicron prima dell’epidemia non avessero una circolazione diffusa all’interno della popolazione umana e sono una migliore rappresentazione dei primi ceppi di Omicron e non di quelli altamente prevalenti. Per motivi di chiarezza e semplicità, pensa alle varianti di Omicron prima dell’epidemia come le prime varianti a saltare da un serbatoio animale all’uomo, mentre le varianti di Omicron dopo l’epidemia sono indicative di una variante che è stata trasmessa attraverso molti esseri umani e ha ha acquisito alcune mutazioni a favore del legame del recettore ACEII umano.

Qui, i ricercatori hanno notato che le mutazioni puntiformi nell’Omicron prima dell’epidemia mostrano alcune lievi differenze nelle sostituzioni di base rispetto alle varianti precedenti e all’Omicron post-epidemia, come il tasso più elevato di mutazioni C → A nei campioni di Omicron prima dell’epidemia.

I ricercatori hanno quindi scelto 45 mutazioni casuali dallo spettro di mutazione di SARS-COV2 (spettro hSCV2) per simulare uno “psuedovirus”. Quando sono stati eseguiti 100 volte, i ricercatori hanno indicato che questi campioni non mostravano una significatività statistica nella stessa misura di quella dei campioni di Omicron prima dell’epidemia, suggerendo che le mutazioni osservate in questi campioni prima dell’epidemia non erano probabilmente dovute alla casualità.

Infine, i ricercatori hanno voluto escludere la possibilità che le prime mutazioni in Omicron possano influenzare il panorama delle mutazioni di Omicron dopo la diffusione a livello globale. Quando i ricercatori hanno campionato 100 mutazioni in campioni di Omicron post-epidemia e li hanno confrontati con sequenze precedenti, i ricercatori non hanno notato alcun significato statistico. Ciò suggerirebbe che le mutazioni di Omicron post-epidemia subiscono gli stessi tipi di mutazioni osservate nelle varianti precedenti (pressione selettiva ACEII umana), suggerendo ancora una volta che le varianti pre-epidemia erano soggette a una pressione selettiva diversa rispetto agli esseri umani per accumulare le mutazioni viste all’interno di queste varianti.

Lo spettro molecolare di queste mutazioni di Omicron post-epidemia non era significativamente diverso dallo spettro hSCV2 (P = 0,64, G-test; Fig. 2B e 2C). Questa scoperta indicava che Omicron avrebbe acquisito mutazioni seguendo lo stesso spettro molecolare di altre varianti SARS-CoV-2 durante la sua evoluzione negli ospiti umani. Nel complesso, queste analisi dello spettro molecolare hanno rivelato che era improbabile che le mutazioni di Omicron prima dell’epidemia fossero state acquisite nell’uomo.

Tratto da Wei et. al. Gli spettri delle mutazioni da ceppi precedenti di SARS-COV2 (spettro hSCV2) forniscono un riferimento per il tipo di sostituzioni di basi tipicamente osservate in un ambiente di cellula ospite umana (A). Queste sostituzioni di base sono coerenti con le sostituzioni post-epidemia (B), suggerendo che entrambi erano sottoposti a una pressione selettiva simile, possibilmente recettori ACEII umani. Tuttavia, le varianti pre-focolaio mostrano diverse sostituzioni di base distinte, come le sostituzioni di base C → A, suggerendo un diverso tipo di pressione selettiva per selezionare queste sostituzioni (B). Il grafico di distribuzione mostra la distribuzione del campionamento delle varianti per gli “pseudovirus”. L’aggregazione dei risultati, così come la loro mancanza di significatività statistica (valori dell’asse X inferiori) suggeriscono che questi risultati sono probabilmente dovuti alla casualità e seguono uno schema coerente. Il valore pre-epidemia indica significatività statistica e suggerisce che le mutazioni pre-epidemia non sono dovute alla casualità (C).

Le mutazioni di Omicron prima dell’epidemia sembrano allinearsi maggiormente con le mutazioni virali osservate nei topi piuttosto che negli esseri umani

Per capire quale animale avrebbe potuto fungere da serbatoio per Omicron, i ricercatori hanno poi raccolto dati di sequenziamento del coronavirus specifici per diversi mammiferi e li hanno visualizzati per vedere le sovrapposizioni nel sequenziamento. I risultati suggeriscono che le mutazioni pre-micron erano più simili a quelle osservate nei topi coronavirus che negli esseri umani, suggerendo che le mutazioni dovessero insorgere a causa dell’infezione dei topi.

Coerentemente con i risultati del nostro studio precedente (Shan et al., 2021), il disegno di ellissi di confidenza del 95% per ciascuna specie ospite ha mostrato che gli spettri molecolari si raggruppavano in base ai rispettivi ospiti (Fig. 3B), probabilmente perché i virus si evolvono nello stesso le specie ospiti condividono i mutageni specifici dell’ambiente cellulare di quell’ospite. A sostegno di questo punto, lo spettro molecolare delle mutazioni di Omicron post-epidemia (che sono note per essersi accumulate negli esseri umani) si trovava all’interno dell’ellisse di confidenza umana del 95%. Al contrario, lo spettro molecolare delle mutazioni di Omicron pre-focolaio era all’interno dell’ellisse del topo, suggerendo che le mutazioni pre-focolaio si accumulavano in un ospite roditore (in particolare un topo).

Mappatura di sequenze di vari ceppi SARS-COV2 specifici per mammiferi e loro mutazioni. Le mutazioni di Omicron prima dell’epidemia sono più in linea con le mutazioni osservate nei coronavirus adattati al topo. Le varianti di Omicron post-epidemia contengono mutazioni più in linea con quelle osservate nei coronavirus umani, indicative di mutazioni più adattate ai recettori ACEII umani all’interno di questi ceppi.

Molte delle mutazioni di Omicron pre-epidemia si sovrappongono alle mutazioni osservate nel SARS-COV2 adattato ai topi

Originariamente, i topi non erano considerati buoni ospiti per SARS-COV2 fino alla presenza della mutazione N501Y, che mostrava una maggiore affinità con i topi ACEII rispetto al ceppo di tipo selvatico del virus (notare che la delezione N501Y non si vede in Gamma, aggiungendo più credibilità al fatto che Alpha sia l’antenato corretto). Ciò suggerirebbe che, data la capacità di infettare i topi, SARS-COV2 muterebbe e si adatterebbe per produrre una maggiore affinità di legame con il recettore ACEII del topo.

Da qui, i ricercatori hanno esaminato se ci fossero sovrapposizioni nelle mutazioni di Omicron pre-epidemia con quelle trovate nella SARS-COV2 adattata al topo, il che indicherebbe che le mutazioni osservate sono dovute all’adattamento evolutivo verso i recettori ACEII del topo.

Se il progenitore di Omicron si è effettivamente evoluto in una specie di topo prima dell’epidemia di Omicron, abbiamo ipotizzato che la sua proteina spike si sia probabilmente adattata attraverso una maggiore affinità di legame per l’ACE2 del topo.

Ho incluso troppe cifre a questo punto, specialmente quelle piene di statistiche (ci arriveremo più avanti). Invece, indicherò questa figura che evidenzia le mutazioni condivise tra Omicron pre-epidemia e SARS-COV2 adattato al topo (in rosso) indicando un’elevata sovrapposizione di mutazioni condivise.

Le varie mutazioni riscontrate nelle varianti di Omicron pre-focolaio. Le mutazioni specifiche di RBD sono visibili nella barra verde, con l’intera mutazione della proteina spike che si trova nella barra grigia (B). Quando si esaminano sette studi sulle mutazioni SARS-COV2 adattate al topo, si può vedere che molte di queste mutazioni sono state osservate nell’Omicron prima dell’epidemia (mutazioni condivise in rosso). Mutazioni condivise in tale grado suggeriscono mutazioni verso il legame ai recettori ACEII del topo.

Una cosa da sottolineare qui sono le mutazioni all’interno del dominio di legame del recettore (RBD). Ricorda che questi amminoacidi tendono ad essere più conservati rispetto al resto del dominio della proteina spike perché le mutazioni qui possono fornire un legame molto maggiore al recettore ospite o quasi una perdita di affinità di legame: è una regione a doppio taglio della proteina. È anche la regione in cui è probabile che le mutazioni producano anche la maggior perdita di anticorpi neutralizzanti.

Nel loro insieme, possiamo vedere che molte delle mutazioni osservate in Omicron non solo risiedono all’interno del dominio di legame del recettore, ma sono simili a quelle osservate nel SARS-COV2 adattato al topo. Ciò spiegherebbe perché Omicron sembra mostrare sia una perdita di affinità di legame con l’ACEII umano sia una grande perdita di anticorpi neutralizzanti; è probabile che il passaggio da un recettore all’altro conferisca cambiamenti nell’affinità di legame sia per il recettore che per gli anticorpi, tutti elementi che possono essere visti nelle sezioni precedenti (Parte II per il legame ACEII e Parte III per la riduzione dell’efficacia degli anticorpi).


Le mutazioni RBD nelle varianti pre-microniche forniscono una maggiore affinità di legame con i recettori ACEII murini

In precedenza abbiamo indicato che Omicron sembra avere un’affinità di legame ridotta con l’ACEII umano rispetto alle varianti precedenti. Abbiamo anche delineato che le mutazioni nella proteina spike dovrebbero adattare il picco verso un maggiore legame con il sospetto animale ospite in questione.

Se ci si aspetta che Omicron provenga dai topi, dovremmo quindi aspettarci di trovare prove di una maggiore affinità di legame con i recettori del topo.

E i ricercatori forniscono la prova di ciò attraverso modelli di docking che hanno misurato l’affinità di legame di diverse mutazioni puntiformi e hanno confrontato queste misure con una sequenza RBD di riferimento. È interessante notare che la maggior parte di questa affinità di legame sembra derivare da due mutazioni puntiformi, in particolare Q493R e Q498R, che i ricercatori commentano sono state indicate in precedenti ceppi SARS-COV2 adattati al topo.

Rispetto a un RBD di riferimento, l’RBD di Omicron mostra una grande affinità di legame con il mouse ACEII (riquadro sopra). Sembra che questo aumento dell’affinità di legame derivi principalmente da due mutazioni; Q493R e Q498R. È interessante notare che queste mutazioni conferiscono un cambiamento verso gli amminoacidi caricati positivamente. In un’altra nota, molte altre mutazioni non sembrano fornire una maggiore affinità di legame (ad es. K417N, E484A e N501Y), sebbene forniscano fuga dagli anticorpi neutralizzanti.

Le previsioni basate sull’aggancio molecolare suggerivano che l’RBD di Omicron mostrasse una maggiore affinità di legame per l’ACE2 del topo rispetto a quella dell’RBD codificata nel genoma di riferimento SARS-CoV-2, suggerendo ulteriormente una storia evolutiva nei topi (Fig. 5B). E come previsto, le mutazioni rilevate nell’RBD degli altri quattro COV di SARS-CoV-2, nonché quelle delle varianti isolate da pazienti umani con infezione cronica, non hanno mostrato cambiamenti evidenti nella loro affinità di legame per l’ACE2 murino rispetto all’RBD di riferimento (Fig. 5B).

E per l’ultima prova, i ricercatori hanno confrontato l’RBD di Omicron e la sua capacità di legarsi al recettore ACEII di altri mammiferi per esaminare se altri mammiferi oltre ai topi potessero fungere da serbatoi per il progenitore di Omicron. Naturalmente, i risultati suggeriscono che l’ACEII murino ha mostrato la maggiore affinità di legame con Omicron RBD pre-epidemia. Non posterò l’immagine qui a causa dei limiti di dimensione, ma vale la pena notare che diversi mammiferi, inclusi ovviamente gli umani e alcuni altri come i cammelli, mostrano una significativa affinità di legame con l’RBD di Omicron, suggerendo alcune strutture conservate tra l’ACEII di ciascuna specie recettore.


Parte VI: Limitazioni dello studio, osservazioni conclusive e citazioni

Limitazioni/critiche degli studi inclusi

Prima di finire questo post, voglio sottolineare alcune critiche che ho per Wei et. al. studio, nonché alcuni punti che necessitano di essere chiariti.

Rispetto agli studi che abbiamo esaminato:

  • La maggior parte degli studi esaminati in questa serie erano preprint/dati preliminari – I dati qui presentati sono alcuni dei primi studi su Omicron. Anche se ho scritto questo pezzo nel corso di una settimana, è probabile che siano emersi molti altri articoli che supportano o contraddicono le informazioni che ho fornito qui. Inoltre, tieni presente che molti di questi studi sono stati forniti in forma di prestampa e sono soggetti a modifiche dopo la revisione e la modifica tra pari. Occorre anche considerare che molti di questi studi hanno utilizzato modelli in vitro e potrebbero non essere paralleli ai risultati osservati in un contesto clinico reale. È necessario prestare attenzione quando si valutano questi studi.
  • Il ruolo effettivo della mutazione N501Y è imprevedibile. Anche se ho scritto che la mutazione N501Y sembra fornire una maggiore infettività, ci sono alcune prove contrarie. Il Wei et. al. i ricercatori hanno commentato che la mutazione N501Y non sembra fornire un maggiore legame con i topi ACEII con il probabile beneficio della mutazione verso gli anticorpi in fuga. Ciò presenta un problema sul ruolo effettivamente svolto dalla mutazione N501Y nel fornire una migliore infettività ai topi, se lo fa. Su questo fronte, molte libertà sono state utilizzate per quanto riguarda l’esame di questa mutazione poiché molti ricercatori non hanno completamente chiarito la croce nei serbatoi di topi. Si spera che ulteriori ricerche forniscano maggiore chiarezza sulla questione.
  • Il tipo di variante di Omicron utilizzato negli studi è importante: possiamo vedere con chiara evidenza che le dinamiche evolutive virali dipendono molto dall’ospite. Il movimento tra host o il passaggio seriale attraverso specie diverse può alterare le mutazioni e l’affinità di legame della proteina spike di SARS-COV2. È necessario prestare attenzione durante l’esame di questi e di tutti gli studi su SARS-COV2 per capire a quale tipo di mutazioni si fa riferimento in questi studi. Alcuni degli studi che ho elencato hanno esaminato i campioni raccolti dal Botswana come le prime forme della variante, anche se è probabile che anche al momento della raccolta del campione l’Omicron possa essere circolato per qualche tempo attraverso gli esseri umani. Se i campioni vengono raccolti da varie fonti in tutto il mondo, è molto probabile che queste varianti siano passate attraverso molti esseri umani e abbiano acquisito mutazioni che forniscono un maggiore legame con l’ACEII umano. È improbabile che l’uso di queste sequenze fornisca un riferimento adeguato per il primo progenitore di Omicron. È il motivo per cui i ricercatori di Wei et. al. lo studio fa continuamente riferimenti e distinzioni tra Omicron pre-focolaio e Omicron post-epidemia.

Per quanto riguarda gli studi Wei et. al.:

  • Nessuna o pochissima critica alle ipotesi sull’origine umana – Certo, i ricercatori hanno costruito il loro studio per concentrarsi sull’ipotesi dell’origine animale, ma fornirebbe comunque prove migliori a favore della loro ipotesi se fornissero critiche alla plausibilità dell'”emergenza criptica ” o pazienti immuni-compromessi. Considerando che l’ipotesi dei pazienti immuni-compromessi è l’ipotesi più diffusa, sarebbe di grande beneficio ai ricercatori affrontare questa ipotesi in un modo simile a quello che ho fornito, anche se dirò che la mia spiegazione è sia incompleta che altamente soggettiva.
  • Uso selettivo di alcuni studi per le sequenze SARS-COV2 – I ricercatori hanno utilizzato alcuni database come BLASTn. Tuttavia, molte delle loro sequenze sono state derivate da studi precedenti, come le sequenze umane SARS-COV2 derivate dallo studio Shan et. al.. Inoltre, i 3 pazienti che sono stati utilizzati per modellare pazienti con malattie croniche sono stati derivati ​​​​da entrambi gli studi Kemp et. al. così come Truong et. al.. Esistono diversi casi di studio su pazienti con infezione cronica, la maggior parte dei quali fornisce dati di sequenziamento durante le infezioni di questi pazienti. Il motivo per cui questi studi specifici sono stati utilizzati per i loro dati di sequenziamento dovrebbe suscitare un po’ di scetticismo. Inoltre, prendi in considerazione che più casi di studio fornirebbero anche maggiori dati sulle mutazioni prevalenti e fornirebbero dati più coerenti su cui lavorare. L’uso di soli 3 pazienti potrebbe non fornire lo stesso livello di robustezza e potrebbe non funzionare come una coorte di riferimento adeguata ed è probabile che l’uso di queste sequenze da studi precedenti aggiunga alcune distorsioni ai dati.
  • Statistiche e modelli in abbondanza/nessun test in vitro o in vivo – Questa era un’area su cui il mio amico aveva molte critiche rispetto a questo studio e posso capire perché. I ricercatori si sono basati prevalentemente su modelli statistici per esaminare le mutazioni di Omicron prima dell’epidemia e la loro relazione con i ceppi precedenti. Il problema qui è che questo fornisce solo un modello predittivo con il senno di poi sull’emergere di Omicron. Non sono stati condotti test effettivi in ​​vitro o in vivo, quindi non sono stati eseguiti test effettivi per convalidare le ipotesi esposte in questi studi. Quando si tratta dei risultati della modellazione, ricorda che anche questi potrebbero non riflettere i risultati visti utilizzando cellule reali o modelli animali. I modelli si basano fortemente sulle variabili per creare i loro risultati ed è quindi probabile che diventino soggetti a forti distorsioni. Ricorda i problemi con lo studio Chen et. al., che ho fornito nella mia serie di anticorpi monoclonali e come i risultati sono in contrasto con molti dei risultati osservati nei test in vitro. Gli studi qui forniscono un quadro da cui la ricerca futura può costruire o decostruire, ma da soli dovrebbero incontrare un certo livello di scetticismo.

Possibilità di ricerca prospettica

Abbiamo speculato sulle origini di Omicron, ma non abbiamo visto nessuno studio per verificare questa ipotesi.

Ciò che rende il ceppo originale così difficile da studiare è che non siamo ancora sicuri da quale ceppo di coronavirus possa essere emerso. Ma diciamo che è venuto da qualche coronavirus di pipistrello attraverso l’evoluzione naturale. Non saremmo ancora in grado di testare un percorso evolutivo che distingua la capacità di COVID di entrare nell’uomo poiché ciò richiederebbe l’uso degli esseri umani come specie ospite, qualcosa che la maggior parte delle persone considererebbe immorale.

Fortunatamente, Omicron non presenta gli stessi problemi sperimentali. Se assumiamo che il lignaggio Alpha di SARS-COV2 sia servito da ceppo progenitore per Omicron, e assumiamo anche che una variante Alpha sia saltata nei topi e sia mutata (le prove presentate suggeriscono altrettanto), saremmo certamente in grado di condurre un passaggio seriale esperimenti per convalidare le ipotesi fatte nello studio Wei et. al.. A differenza del ceppo Wuhan originale, i ricercatori saranno pienamente in grado di condurre i propri studi sugli animali per testare e vedere se si verificano le mutazioni appropriate. Ricorda che abbiamo prove preliminari di mutazioni raccolte da SARS-COV2 adattato al topo, tuttavia potrebbero essere condotti ulteriori studi con l’ipotesi esposta dai ricercatori di Wei et. al..

I ricercatori potrebbero utilizzare il passaggio seriale di Alpha attraverso topi di laboratorio che sono immunocompetenti o immunocompromessi, raccogliere campioni nasali e sequenziare il genoma del virus. Se i ricercatori arrivano alle stesse conclusioni di quelle presentate qui, potremmo concludere che l’Omicron molto probabilmente è emerso dai topi.


Considerazioni finali su Omicron (per ora)

Abbiamo esaminato molte informazioni qui, ma le prove sembrano indicare una possibile origine del mouse per Omicron.

È probabile che la sequenza degli eventi sia la seguente:

  1. SARS-COV2, che è circolato nella popolazione umana per diversi mesi, alla fine riceve una mutazione N501Y all’interno del suo RBD con l’emergere della variante Alpha.
  2. Questa mutazione fornisce a SARS-COV2 la capacità di passare con successo nei topi poiché fornisce una maggiore infettività nei topi.
  3. Ora all’interno dei serbatoi dei topi, SARS-COV2 continua a mutare, raccogliendo più mutazioni (come le mutazioni Q493R e Q498R) che forniscono un migliore legame ai recettori ACEII dei topi.
  4. Alla fine, questa variante che è circolata all’interno dei serbatoi dei topi alla fine ritorna negli ospiti umani e inizia a diffondersi a livello globale.

Finora questa è la portata degli eventi che possiamo delineare, anche se possiamo vedere chiaramente che non è completa e fornisce molte altre domande. Ad esempio, dovremmo presumere che in nessun momento un progenitore di Omicron abbia fatto un salto negli esseri umani e possibilmente abbia diffuso una variante diversa prima dell’emergere di Omicron, sebbene ciò possa essere plausibile se mancasse una solida sorveglianza per SARS- Mutazioni di COV2, simili all’ipotesi di “emergenza criptica” a cui i ricercatori hanno alluso nella loro introduzione. Con la stessa nozione, non sappiamo nemmeno come i topi servissero da serbatoio animale, considerando che anche altri mammiferi come il cervo dalla coda bianca sono risultati positivi al COVID. È interessante vedere Omicron mostrare una grande affinità di legame sia per gli esseri umani che per i cammelli, soprattutto considerando che i cammelli sembrano fungere da serbatoi per MERS-COV e fonti di trasmissione del virus da animale a uomo.

Ed è da questa prospettiva che i ricercatori forniscono una parola di cautela. Indipendentemente dal fatto che i topi fossero le vere origini di Omicron, non si può negare la capacità di SARS-COV2 o davvero molti virus di saltare tra le specie. Anche se Omicron sembra essere molto più lieve nella malattia rispetto alle varianti precedenti, possono ancora sussistere preoccupazioni sul fatto che Omicron possa mutare per diventare più grave o che SARS-COV2 possa trovare altri serbatoi animali che non ci forniscono la stessa malattia ridotta che ha Omicron. L’ultima cifra dello studio Wei et. al. fornisce un quadro chiaro del fatto che molti altri mammiferi mostrano una forte affinità di legame con l’RBD di Omicron, suggerendo che potrebbe esserci una natura condivisa della struttura ACEII tra diverse specie di mammiferi e potrebbe operare per fornire la capacità di SARS-COV2 di saltare tra le specie.

Gli esseri umani rappresentano il più grande serbatoio conosciuto di SARS-CoV-2 e spesso entrano in contatto con altri animali, inclusi animali da allevamento, animali domestici o animali selvatici che invadono le case in cerca di cibo e riparo. Data la capacità di SARS-CoV-2 di attraversare varie specie, sembra probabile che le popolazioni globali dovranno affrontare ulteriori varianti di origine animale fino a quando la pandemia non sarà ben sotto controllo. Il nostro studio sottolinea quindi la necessità della sorveglianza virale e del sequenziamento negli animali, in particolare quelli a stretto contatto con l’uomo. Inoltre, la caratterizzazione computazionale del picco RBD negli animali e l’identificazione dei loro potenziali di interagire con l’ACE2 umano probabilmente aiuteranno a prevenire futuri focolai di pericolose varianti di SARS-CoV-2.

Ancora oggi le domande sulle origini di Omicron sono ancora in discussione. Più credibilità è stata presentata per quanto riguarda l’idea dell’ipotesi lab-leak, anche se dobbiamo ancora fornire prove definitive. Ora, ci resta da mettere in discussione le origini di Omicron.

Omicron potrebbe essere emerso attraverso la nostra stretta relazione con animali come i topi? O, ancora più specificamente, l’uso dei topi come modelli per testare terapie e diverse varianti di COVID potrebbe fornire le strade per un eventuale passaggio nei topi? Ho sollevato questa domanda riguardo all’uso di topi transgenici, specialmente se i topi transgenici sono stati geneticamente modificati per esprimere sia i recettori ACEII murini che quelli ACEII umani. Non solo, ma in un certo senso l’ambiente di laboratorio può anche fornire le variabili appropriate affinché i topi infetti da SARS-COV2 diffondano il virus ad altri topi di laboratorio. Anche solo poche settimane fa c’è stato un rapporto di uno scienziato taiwanese risultato positivo al COVID dopo essere stato morso da un topo da laboratorio, sollevando interrogativi con i funzionari taiwanesi su come ciò fosse possibile, soprattutto considerando che Taiwan continua ad avere rigide leggi sui confini alla luce di COVID.

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C’è da chiedersi se l’utilizzo di modelli di topi per il nostro beneficio potrebbe, in qualche modo, fornire strade per il “guadagno di funzione” o forse la “perdita di funzione” nel caso di Omicron.

Tuttavia, sebbene Omicron abbia dimostrato di essere molto più infettivo e trasmissibile con una virulenza ridotta, è necessario prestare attenzione perché Omicron potrebbe a un certo punto non trovare una via di mezzo sia per la trasmissibilità che per la virulenza dopo molti passaggi attraverso ospiti umani. Possiamo vederlo quando esaminiamo le varianti di Omicron post-epidemia che hanno raccolto mutazioni a favore dei recettori ACEII umani. La misura in cui le mutazioni possono eventualmente ottenere una maggiore virulenza è in discussione per ora, ma altrettanto probabile che Omicron diventi più virulento, c’è ancora la possibilità che Omicron si muova così rapidamente attraverso la popolazione che alla fine possa esaurirsi e rimuovere stesso dalla circolazione.

Per ora, Omicron continua a diffondere e infettare centinaia di migliaia di persone in tutto il mondo senza lo stesso livello di gravità di Delta. In effetti, sembra che il raggiungimento della fine della pandemia possa effettivamente essere una realtà nel giro di pochi mesi. Tuttavia, mentre continua a diffondersi, siamo lasciati a riflettere sulle origini di Omicron, tracciando parallelismi anche con le origini discutibili e l’emergere di SARS-COV2.


Citazioni
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