Reduced DPP4 Binding Confers Resistance to Soluble DPP4 While Preserving MERS-CoV Entry into Cells Expressing High Levels of DPP4

I virus sono maestri dell'adattamento, costantemente modellati per sopravvivere in un mondo che spesso cerca di fermarli. Per entrare in una cellula umana, un virus deve prima trovare una porta specifica, una proteina sulla superficie della cellula che funge da serratura. Per il coronavirus della sindrome respiratoria del Medio Oriente, noto come MERS-CoV, quella porta è una proteina chiamata DPP4. Gli scienziati sanno da tempo che se riescono a bloccare questa porta, possono impedire al virus di entrare. Una strategia promettente prevede l'uso di una versione solubile di questa proteina — un pezzo libero che fluttua nel sangue e agisce come un esca. Questa esca si lega al virus prima che raggiunga una cellula, neutralizzandolo efficacemente. Questo approccio ha mostrato successo in colture di laboratorio e modelli animali, portando i ricercatori a chiedersi se la naturale fornitura di questa proteina esca del corpo possa aiutare a limitare la diffusione del virus nelle persone infette. Tuttavia, rimane una domanda critica: può il virus evolversi per ignorare questa esca e riuscire comunque nella sua missione?

Un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di rispondere a questo quesito osservando come il virus cambia quando costretto a vivere accanto a questa proteina esca. Non hanno utilizzato il virus completo e pericoloso in un ambiente ad alto rischio. Invece, hanno ingegnerizzato un virus modello innocuo, basato su un altro virus chiamato virus della stomatite vescicolare, ma dotato della specifica proteina spike di superficie del MERS-CoV. Ciò ha permesso loro di studiare il meccanismo di ingresso in sicurezza. Hanno posto questo virus modello in una capsula di coltura riempita con la proteina esca solubile e lo hanno lasciato replicare per diversi cicli. Ad ogni generazione, la proteina esca agiva come un filtro, bloccando qualsiasi virus che tentasse di usare la via normale. Solo le rare varianti che potevano scivolare oltre l'esca sopravvivevano per riprodursi.

Dopo alcuni cicli di questo processo di selezione, i ricercatori hanno scoperto che il virus era cambiato. Hanno identificato mutazioni specifiche nella proteina spike, in particolare in una posizione etichettata come 507, dove l'amminoacido leucina era stato sostituito da isoleucina o istidina. Questi piccoli cambiamenti hanno alterato la forma del sito di legame del virus. Il risultato è stato un virus che non poteva più essere facilmente catturato dalla proteina esca solubile. Quando i ricercatori hanno testato queste nuove varianti, hanno scoperto che le mutazioni riducevano con successo il legame con l'esca, permettendo al virus di resistere alla neutralizzazione. Fondamentalmente, questi cambiamenti non avevano compromesso la capacità del virus di entrare nelle cellule. Infatti, quando i ricercatori hanno testato il virus mutato su cellule che presentavano un'alta densità della porta DPP4 naturale, il virus entrava con la stessa efficienza della versione originale. Il virus aveva trovato un modo per schivare l'esca senza perdere la capacità di bussare alla porta giusta.

Lo studio ha esaminato anche le variazioni che erano già state trovate in pazienti reali, piuttosto che limitarsi a quelle create in laboratorio. Alcuni di questi cambiamenti naturalmente occorsi nella stessa posizione, come quelli che sostituivano la leucina con arginina o prolina, mostravano un effetto ancora più forte. Queste varianti naturali erano completamente resistenti alla proteina esca solubile, pur rimanendo pienamente capaci di infettare le cellule che esprimevano alti livelli del recettore. Ciò suggerisce che il virus non ha bisogno di subire una revisione massiccia per sfuggire a questo tipo di difesa; piccoli, specifici aggiustamenti sono sufficienti. I ricercatori hanno osservato che, mentre questi virus resistenti faticavano a entrare nelle cellule con bassi livelli di recettore, prosperavano in ambienti dove il recettore era abbondante.

Le scoperte indicano che il virus possiede una capacità di flessibilità nascosta. Può acquisire mutazioni che riducono l'affinità per la proteina esca solubile, rendendo meno efficace questo approccio terapeutico, pur mantenendo la forza necessaria per infettare le cellule dove il recettore è abbondante. Ciò significa che, sebbene la DPP4 solubile rimanga uno strumento potenziale per bloccare l'infezione, il virus ha un chiaro percorso evolutivo per aggirarlo. Lo studio conferma che i cambiamenti naturalmente occorsi nel codice genetico del virus possono conferire resistenza a questa specifica strategia antivirale, sottolineando l'importanza di comprendere come il virus potrebbe adattarsi se tali trattamenti venissero mai utilizzati ampiamente. Il virus non ha bisogno di abbandonare la sua strategia per entrare nelle cellule; deve semplicemente regolare la sua presa quanto basta per scivolare via dalle trappole galleggianti mantenendo però una presa salda sulle porte reali.