Известно, что коронавирус SARS-CoV-2, также как и родственный ему SARS-CoV, заражает клетки через рецептор ACE2. Но вспышка атипичной пневмонии в 2003 году, вызванная вирусом SARS-CoV, имела значительно меньшее распространение, чем COVID-19.
По мнению ученых, это связано с тем, что инфекция была ограничена нижними дыхательными путями, что сделало вирус менее передаваемым. SARS-CoV-2, напротив, инфицирует верхние дыхательные пути, включая слизистую носа и глотки, и, как следствие, быстро распространяется за счет активного вирусного выделения, например, при чихании и кашле.
Выясняя, что делает SARS-CoV-2 настолько способным инфицировать человеческие клетки, исследователи в двух независимых исследованиях обнаружили, что спайковый белок вируса на поверхности клеток человека помимо ACE2 связывается с другим рецептором — нейропилином-1. Авторы считают, что это облегчает его проникновение в клетки.
Началось все с того, что изучая последовательность белка шипа SARS-CoV-2, исследователи обнаружили в нем уникальный сайт расщепления, который отсутствует у других коронавирусов. Они предположили, что это позволяет новому коронавирусу создавать дополнительные сайты связывания рецепторов на поверхности клеток.
“То, что SARS-CoV-2 использует рецептор ACE2 для заражения наших клеток, было известно, но вирусы часто используют несколько факторов, чтобы максимизировать свой инфекционный потенциал, — приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования доктора Джузеппе Балистрери, главы исследовательской группы по вирусной клеточной биологии при Хельсинкском университете. — Когда в конце января стала доступна последовательность генома SARS-CoV-2, мы были удивлены. По сравнению со своим предшественником, новый коронавирус приобрел „дополнительный кусок“ на своих поверхностных белках, который также обнаруживается в шипах многих смертоносных человеческих вирусов, включая Эбола, ВИЧ и высокопатогенные штаммы птичьего гриппа”.
Авторы также выявили у вируса небольшую последовательность аминокислот, аналогичную последовательности в человеческих белках, которая взаимодействует с нейропилином-1.
Оба коллектива ученых описали и подтвердили экспериментально возможность создания противовирусного лечения, основанного на ингибировании нейропилина-1. Отключив в лабораторном тесте нейропилин-1 в клетках человека, они снизили способность SARS-CoV-2 заражать клетки в культуре.
Результаты одного из исследований также позволили объяснить причину потери обоняния при COVID-19. Ученые под руководством нейробиолога Микаэля Симонса из Технического университета Мюнхена при вскрытии шести умерших от COVID-19 пациентов обнаружили у пяти из них инфекцию обонятельного эпителия. Причем инфицированные клетки показывали высокую экспрессию нейропилина-1.
Той же причиной объясняют авторы и поражения мозга при COVID-19. Когда исследователи вводили в носоглотку животным наночастицы, имеющие сродство к нейропилину-1, они быстро, в течение нескольких часов, достигали нейронов и капиллярных сосудов мозга, в отличие от контрольных частиц, не связывающихся с этим рецептором.