O moleculă naturală a vaselor de sânge, factor cheie de protecție celulară împotriva SARS-CoV-2

De la apariția virusului SARS-CoV-2, pandemia de COVID-19 a provocat peste 14 milioane de decese în doar doi ani. Deși vaccinarea a redus severitatea bolii, variantele virale emergente și scăderea ratelor de vaccinare reprezintă în continuare o provocare majoră. În acest context, înțelegerea mecanismelor celulare și moleculare prin care virusul interacționează cu gazda este esențială pentru dezvoltarea de noi terapii.

Despre studiu

Folosind o strategie CRISPRa la nivel de genom complet, cercetătorii de la Universitatea din Sydney au identificat gene umane care pot conferi rezistență la infecția cu SARS-CoV-2. Prin selecția celulară în prezența unui virus activ, au fost identificate 34 de gene cu potențial protector, dintre care mai multe implicate în glicozilare, ubiquitinare și răspuns inflamator.

P selectina – o descoperire neașteptată

Printre genele identificate, P selectina (SELP), o moleculă de adeziune exprimată pe trombocite și celule endoteliale activate, s-a remarcat prin capacitatea de a lega proteinele spike ale coronavirusurilor patogene, inclusiv SARS-CoV-2, SARS-CoV-1 și MERS-CoV.

Rezultate principale

Interacțiunea dintre P selectină și proteina spike

• Exprimarea ectopică a P selectinei a fost suficientă pentru a permite legarea proteinei spike în absența receptorului ACE2.
• P selectina a facilitat interacțiuni cu pseudovirusuri purtând spike-uri de la SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 și MERS, spre deosebire de ACE2 care nu leagă spike-ul MERS.
• Modelarea structurală și testarea cu anticorpi blocanți au confirmat că P selectina se leagă de domeniul RBD al spike-ului viral.

P selectina nu facilitează intrarea virală

Deși a fost implicată în legarea spike-ului, exprimarea P selectinei nu a permis pătrunderea virusului în celule, spre deosebire de ACE2. Cu toate acestea, în celule care exprimau atât ACE2/TMPRSS2 cât și SELP, s-a observat o reducere semnificativă a infecției cu SARS-CoV-2, inclusiv pentru varianta Delta.

Rol protector în modele animale și celulare

• Tratamentul cu mRNA codificând P selectină a conferit protecție împotriva infecției cu SARS-CoV-2 în celule umane transfectate.
• În modele murine transgenice hACE2, exprimarea sau blocarea P selectinei a modificat semnificativ distribuția virală și severitatea bolii.
• Injectarea de anticorpi anti–P selectină a determinat reducerea semnificativă a particulelor virale în microcirculația pulmonară, accelerând eliminarea virală.

P selectina în trombocite și celule endoteliale

• Trombocitele activate exprimă P selectină la suprafață, facilitând legarea spike-ului SARS-CoV-2, proces blocat de fucoidan sau anticorpi anti–P selectină.
• Sub flux venular, celulele exprimând P selectină au atras semnificativ mai multe particule virale decât celulele martor.
• Reducerea expresiei P selectinei în celule endoteliale primare (HUVECs) a scăzut capacitatea acestora de a lega spike-ul viral.

Implicarea P selectinei în imunitatea și localizarea virală

În infecția in vivo, SARS-CoV-2 tinde să se acumuleze în rețelele capilare pulmonare, iar P selectina pare să contribuie la această retenție. Blocarea P selectinei a redus fixarea virală și a accelerat clearance-ul. În același timp, tratamentul a modificat profilul limfocitelor T din creier, cu o creștere a CD4+ și o scădere a CD8+, sugerând un rol imunomodulator.

Interpretare și implicații

Acest studiu aduce dovezi că P selectina joacă un rol protector împotriva infecției cu SARS-CoV-2, acționând ca un „capcană” pentru proteina spike. Deși nu facilitează pătrunderea virală, ea poate bloca infecția prin sechestrarea particulelor virale și limitarea răspândirii lor în țesuturi. Acest rol protector se manifestă atât la nivel celular, cât și în modele animale, fiind relevant inclusiv pentru alte coronavirusuri patogene.

Interesant, studii clinice anterioare au arătat asocieri între nivelurile circulante de P selectină și severitatea COVID-19. Cu toate acestea, un studiu recent de mari dimensiuni care a evaluat anticorpii anti–P selectină nu a identificat beneficii clinice semnificative, dar a semnalat o mortalitate crescută în grupul tratat, ceea ce ridică întrebări privind rolul dublu al acestei molecule – atât protector, cât și posibil pro-trombotic, în funcție de context.

Limitări ale studiului

• Studiul a fost realizat în linii celulare HEK293, care nu reflectă complet biologia epitelială respiratorie umană.
• Modelul murin folosit este extrem de susceptibil și nu permite analize de supraviețuire pe termen lung.
• Răspunsurile imune adaptative și trăsăturile individuale (e.g. profilul de glicozilare) care pot influența interacțiunea P selectină/spike nu au fost investigate în detaliu.

Concluzie

Descoperirea că P selectina se leagă de proteinele spike ale coronavirusurilor și reduce infecția SARS-CoV-2 deschide perspective noi pentru înțelegerea mecanismelor de apărare naturală împotriva virusurilor respiratorii. Această moleculă ar putea deveni o țintă de interes pentru dezvoltarea unor terapii antivirale bazate pe proteine de gazdă, cu potențial de aplicare extinsă în viitoarele pandemii coronavirus.