Virológia koronavírusov

Genóm vírusu SARS-CoV-2 je tvorený jedným dlhým vláknom RNA, ktorý kóduje vírusové proteíny.1

Genóm je zbalený do nukleokapsidy pozostávajúcej z nukleoproteínov (N) a je uzavretý v obale z lipidovej dvojvrstvy, v ktorej sa nachádzajú tri membránové proteíny: hrotový/spike (S), membránový (M) a obalový (E).

S proteín hrá kľúčovú úlohu pri prieniku do bunky, pretože sa viaže na cieľovú bunku a iniciuje splynutie s membránou hostiteľskej bunky.1

S proteín má homotrimérne usporiadanie a skladá sa z dvoch podjednotiek: S1 a S2. Podjednotka S1 obsahuje doménu viažucu sa na receptor (RBD) a viaže sa na receptor hostiteľskej bunky, zatiaľ čo podjednotka S2 sprostredkováva následnú membránovú fúziu, ktorá umožňuje vírusu vstúpiť do cytoplazmy hostiteľskej bunky.1

U všetkých študovaných koronavírusoch hrá M proteín kľúčovú úlohu pri tvorbe viriónov behom vírusovej morfogenézy a spolu s N proteínom sa podieľa na zbalení genómu do nových vírusových častíc. E proteín tvorí iónový kanál vo vírusovom obale a podieľa sa na tvorbe nových viriónov.1

Organizácia genómu vírusu SARS–CoV 2

Mechanizmus vstupu vírusu SARS-CoV-2 do bunky prostredníctvom receptoru ACE2 2

Proces replikácie vírusu SARS-CoV-2 2

Vysoko patogénne koronavírusy 2

Životný cyklus vírusov je závislý na biologických procesoch v hostiteľských bunkách

RNA a DNA vírusy majú schopnosť inhibovať expresiu génov hostiteľskej bunky, čo vedie k:2

zvýšeniu expresie
vírusových génov

potlačeniu vrodenej imunitnej
odpovede na infekciu

Koronavírusy behom svojej morfogenézy využívajú bunkové organely, ako sú ribozómy, a proteíny koronavírusov naviac modifikujú bunkové prostredie, a to nasledovne:2

môžu ovplyvniť
patogenézu infekcie

môžu ovplyvniť
replikáciu vírusu in vivo

Prehľad jednotlivých variánt vírusu SARS-CoV-2

Varianta alfa
B.1.1.7

3 významné mutácie v receptorovej väzobnej doméne S proteínu

Efekt mutácií:

  • Zvýšená priepustnosť ciev
  • Potenciálne zvýšené riziko úmrtia

Varianta beta
B.1.351

3 významné mutácie v mieste väzby na receptor

Efekt mutácií:

  • Potenciálne zvýšenie odolnosti proti niektorým polyklonálnym a monoklonálnym protilátkam
  • Možný vplyv na priepustnosť ciev

Varianta gama
P.1

3 významné mutácie v receptorovej väzobnej doméne S proteínu

Efekt mutácií:

  • Možné zvýšenie infekčnosti alebo náchylnosti k reinfekcii
  • Možný vplyv na priepustnosť ciev

Varianta delta
B.1.617.2

Väčší počet mutácií v S proteíne

Efekt mutácií:

  • Zvýšená priepustnosť ciev
  • Potenciálne zvýšenie odolnosti proti niektorým monoklonálnym protilátkam
  • Potenciálne zníženie účinnosti očkovania

Varianta omikron
B.1.1.529

Veľký počet mutácií s 26–32 zmenami v oblasti S proteínu

Efekt mutácií:

  • Možné zvýšenie rizika reinfekcie
  • Zvýšená priepustnosť ciev
  • Potenciálne zvýšenie odolnosti voči niektorým monoklonálnym protilátkam povoleným pre núdzové použitie (EUA) a očkovanie
  • Všeobecne vyvoláva menej závažné ochorenie než predchádzajúce varianty

Vysvetlivky:
ACE2, angiotenzin konvertujúci enzym 2; RdRp, RNA-dependentná RNA polymeráza; RNA, ribonukleová kyselina; SARS-CoV-2, závažný akútny respiračný syndróm spôsobený koronavírusom 2.

Referencie:
1. Seyed Hosseini E, Riahi Kashani N, Nikzad H, Azadbakht J, Hassani Bafrani H, Haddad Kashani H. The novel coronavirus Disease-2019 (COVID-19): Mechanism of action, detection and recent therapeutic strategies. Virology. 2020 Dec;551:1-9. doi: 10.1016/j.virol.2020.08.011. Epub 2020 Sep 24. PMID: 33010669; PMCID: PMC7513802.
2. Hartenian E, Nandakumar D, Lari A, Ly M, Tucker JM, Glaunsinger BA. The molecular virology of coronaviruses. J Biol Chem. 2020 Sep 11;295(37):12910-12934. doi: 10.1074/jbc.REV120.013930. Epub 2020 Jul 13. PMID: 32661197; PMCID: PMC7489918.

Autorkou tohto materiálu je profesorka Anna Piekarska – vedúca katedry infekčných ochorení a hepatológie Lekárskej univerzity v Lodži, Poľsko.

Ďalšie zaujímavé sekcie