A Selenium-Deficient Mouse Model of Mouse-Adapted SARS-CoV-2 Demonstrates Variant Emergence Observed in SARS-CoV-2 Pandemic Variants

I virus sono maestri del cambiamento. Trasportano le loro istruzioni genetiche su filamenti di RNA, un materiale incline a commettere piccoli errori mentre il virus si copia stesso. Questi errori, o mutazioni, sono la materia prima per l'evoluzione. A volte un errore aiuta il virus a sopravvivere meglio, permettendogli di diffondersi più facilmente o di eludere il sistema immunitario. Gli scienziati sanno da tempo che l'ambiente in cui vive un virus può influenzare la frequenza con cui questi errori si verificano. Un fattore che potrebbe essere rilevante è la dieta dell'animale ospite. Il selenio è un minerale in tracce di cui gli animali hanno bisogno in piccole quantità per mantenere sane le proprie cellule e per gestire lo stress. Quando un animale manca di selenio, il suo corpo fatica a gestire lo stress di un'infezione, e questo stress interno potrebbe cambiare il comportamento del virus. Comprendere se la semplice mancanza di un nutriente possa spingere un virus a diventare più vario è importante perché potrebbe aiutare a spiegare come nuove, pericolose versioni di virus appaiano in natura.

I ricercatori si sono posti l'obiettivo di testare questa idea utilizzando una versione specifica del virus che causa il COVID-19, adattata per infettare i topi. Hanno diviso gruppi di topi in due set: un gruppo seguiva una dieta normale e sana, mentre l'altro gruppo seguiva una dieta completamente priva di selenio. Gli scienziati hanno poi introdotto il virus in questi topi e hanno lasciato che si diffondesse da un topo all'altro in una serie di round. Mantenendo costante la dieta per ogni gruppo, potevano vedere se la mancanza di selenio cambiasse il virus mentre questo si muoveva attraverso la popolazione. Dopo diversi round di infezione, il team ha esaminato attentamente il codice genetico dei virus raccolti da entrambi i gruppi. Hanno scoperto che i virus dai topi carenti di selenio erano cambiati molto di più rispetto a quelli dei topi ben nutriti. La mancanza di selenio ha causato la generazione di una gamma più ampia di errori genetici, creando una popolazione di ceppi virali più diversificata all'interno degli animali.

Tra i molti cambiamenti riscontrati, i ricercatori hanno identificato diciotto mutazioni specifiche che apparivano solo nel gruppo carente di selenio. Alcuni di questi cambiamenti erano identici a mutazioni che sono state osservate nelle popolazioni umane durante la pandemia reale. Ciò suggerisce che lo stress di una cattiva nutrizione può spingere un virus a esplorare percorsi genetici che potrebbe eventualmente intraprendere nel mondo reale. Le mutazioni non hanno preso il controllo dell'intera popolazione virale tutte in una volta; invece, esistevano come un mix di versioni diverse, creando un serbatoio di potenziali cambiamenti di cui il virus potrebbe attingere in seguito. Per vedere se questi cambiamenti genetici rendessero il virus più pericoloso, gli scienziati hanno preso i virus da entrambi i gruppi e hanno infettato nuovi topi che seguivano una dieta normale. Hanno osservato attentamente per vedere se i topi sarebbero stati più malati o avrebbero perso più peso. I risultati hanno mostrato che i topi non differivano molto in termini di sopravvivenza o perdita di peso, indipendentemente dal virus ricevuto. Tuttavia, i topi infettati con il virus proveniente dal gruppo carente di selenio hanno mostrato una reazione molto più forte da parte dei loro sistemi immunitari, producendo livelli più elevati di segnali che richiamano una risposta immunitaria.

Lo studio indica che la mancanza di selenio nell'ospite può agire come un motore per la diversità virale, espandendo l'intervallo di variazioni genetiche che un virus può produrre. Sebbene la malattia immediata causata dal virus non sia cambiata drasticamente in questo specifico esperimento, il mix genetico alterato suggerisce che lo stress nutrizionale potrebbe aiutare un virus a costruire una biblioteca di potenziali adattamenti. Le scoperte puntano all'idea che la salute dell'ospite, fino al livello dei minerali in tracce, giochi un ruolo nel plasmare come un virus evolva. Questa connessione tra dieta e cambiamento virale offre una nuova prospettiva su come possano emergere nuovi varianti, suggerendo che le condizioni all'interno di un animale infetto possono influenzare il percorso futuro di un virus tanto quanto il suo stesso meccanismo interno.