Un gruppo di ricercatori internazionali ha identificato un coronavirus presente nei pipistrelli che potrebbe rappresentare una minaccia per la salute pubblica globale. Il virus, denominato HKU5-CoV-2, appartiene al sottogenere dei merbecovirus e condivide caratteristiche preoccupanti con patogeni precedentemente responsabili di epidemie umane. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, evidenzia come questo agente patogeno necessiti di poche modificazioni molecolari per acquisire la capacità di infettare efficacemente le cellule umane.
La ricerca, condotta da un team multidisciplinare composto da scienziati della Washington State University, del California Institute of Technology e dell’Università del North Carolina, ha analizzato l’intera famiglia dei merbecovirus per comprenderne il potenziale zoonotico. I merbecovirus rappresentano un sottogenere di particolare interesse scientifico poiché includono il virus MERS-CoV, responsabile della sindrome respiratoria mediorientale, caratterizzata da un tasso di mortalità del 34% negli esseri umani infetti. Il professor Michael Letko, virologo presso la Washington State University e co-direttore dello studio, ha sottolineato come “i virus HKU5 in particolare non erano stati esaminati approfonditamente, ma la nostra ricerca dimostra i meccanismi attraverso cui questi virus infettano le cellule”.
L’aspetto più preoccupante della scoperta riguarda il meccanismo di ingresso cellulare utilizzato dal virus HKU5-CoV-2. Gli esperimenti condotti in laboratorio hanno dimostrato che questo patogeno utilizza il recettore ACE2 per penetrare nelle cellule ospiti, lo stesso recettore utilizzato dal SARS-CoV-2, responsabile della pandemia di COVID-19. Tuttavia, esiste una differenza fondamentale: attualmente, il virus HKU5 è in grado di utilizzare efficacemente solo la versione del recettore ACE2 presente nei pipistrelli della specie Pipistrellus abramus, mentre mostra una scarsa affinità per la variante umana del recettore. Questa limitazione rappresenta attualmente l’unica barriera che impedisce al virus di causare infezioni umane su larga scala.
Le analisi strutturali condotte attraverso criomicroscopia elettronica hanno rivelato dettagli cruciali sulla conformazione della proteina spike del virus HKU5. A differenza di altri coronavirus che presentano domini di legame ai recettori in posizione “aperta”, il virus HKU5 mantiene tutti e tre i suoi domini di legame in una configurazione “chiusa”. Questa particolare conformazione può ostacolare l’interazione con i recettori delle cellule ospiti, ma non esclude completamente la possibilità di infezione. Gli studi hanno inoltre identificato la presenza di due acidi grassi, l’acido oleico e l’acido palmitico, che contribuiscono a stabilizzare la proteina spike in questa conformazione chiusa.
Per valutare il potenziale di spillover del virus, i ricercatori hanno sviluppato pseudovirus contenenti esclusivamente la porzione della proteina spike responsabile del legame ai recettori. Questi pseudovirus sono stati utilizzati per testare la capacità di infezione su diverse linee cellulari, alcune esprimenti il recettore ACE2 di pipistrello e altre quello umano. I risultati hanno confermato che, mentre le cellule esprimenti ACE2 di pipistrello mostravano un’intensa fluorescenza indicativa di infezione efficace, le cellule umane presentavano una risposta molto limitata, a meno che il virus non portasse specifiche mutazioni che miglioravano la sua capacità di legame al recettore umano. Questi esperimenti hanno dimostrato che piccole modificazioni nella proteina spike potrebbero essere sufficienti per consentire al virus di superare la barriera di specie.
Un elemento di particolare preoccupazione emerso dalla ricerca riguarda la già documentata capacità di alcuni ceppi HKU5 di infettare specie animali diverse dai pipistrelli. Studi precedenti hanno riportato casi di infezione in visoni allevati in Cina, dimostrando che il virus possiede già una certa capacità di attraversare le barriere di specie. Questo dato assume particolare rilevanza considerando che le infezioni in specie intermedie potrebbero fornire al virus ulteriori opportunità di evoluzione e adattamento, potenzialmente facilitando l’acquisizione di mutazioni che ne aumenterebbero la capacità di infettare gli esseri umani.
La scoperta del lignaggio 2 del virus HKU5, identificato da ricercatori cinesi e pubblicato sulla rivista Cell, ha aggiunto un ulteriore livello di complessità alla questione. Questo particolare ceppo, denominato HKU5-CoV-2, ha dimostrato una maggiore affinità per il recettore ACE2 umano rispetto al lignaggio originale. Le analisi strutturali e funzionali hanno indicato che questo lignaggio presenta un migliore adattamento all’ACE2 umano, suggerendo che il processo evolutivo verso una maggiore capacità di infettare gli esseri umani potrebbe essere già in corso. Tuttavia, gli scienziati hanno sottolineato che la potenza di questo virus rimane “significativamente inferiore” rispetto a quella del SARS-CoV-2 e che “il rischio che l’HKU5-CoV-2 emerga nella popolazione umana non deve essere esagerato”.
L’impiego di strumenti di intelligenza artificiale ha rappresentato un aspetto innovativo di questa ricerca. Il team ha utilizzato AlphaFold3, un avanzato sistema di predizione della struttura proteica basato su intelligenza artificiale, per modellare in tempi rapidi le interazioni tra le proteine spike del virus HKU5 e i recettori ACE2. Questo approccio, che normalmente richiederebbe mesi di lavoro sperimentale, ha permesso di ottenere conferme strutturali in pochi minuti, fornendo una solida base scientifica per i dati sperimentali e mostrando precisamente come poche modificazioni strutturali nel virus potrebbero risultare in infezioni umane.
La distribuzione geografica del virus HKU5 rappresenta un ulteriore motivo di attenzione per la comunità scientifica internazionale. Il virus è stato identificato in pipistrelli distribuiti attraverso multiple regioni, inclusi Asia, Europa, Africa e Medio Oriente. Questa ampia distribuzione geografica suggerisce che il virus ha stabilito una presenza endemica in popolazioni di pipistrelli su scala continentale, aumentando le opportunità di contatto con popolazioni umane e animali domestici. Il pipistrello ospite principale, Pipistrellus abramus, è particolarmente diffuso nelle regioni asiatiche, dove la densità di popolazione umana e le pratiche di commercio di animali selvatici potrebbero facilitare eventi di spillover.
Nonostante i risultati della ricerca evidenzino un potenziale rischio zoonotico, gli scienziati hanno mantenuto un approccio cauto nella valutazione della minaccia immediata. Il professor Letko ha precisato che “mentre non esistono ancora prove che questi virus abbiano attraversato la barriera di specie verso gli esseri umani, il potenziale esiste e questo li rende degni di monitoraggio continuo”. La ricerca sottolinea l’importanza di implementare sistemi di sorveglianza virologica proattivi che possano identificare precocemente eventuali modificazioni virali che potrebbero aumentare il rischio di trasmissione zoonotica. Gli studi sui merbecovirus rappresentano un esempio paradigmatico dell’approccio scientifico alla preparazione pandemica, dimostrando come la ricerca fondamentale possa fornire strumenti essenziali per la valutazione e la mitigazione dei rischi emergenti per la salute pubblica globale.
