Origine ed Evoluzione di SARS-CoV-2: la storia evolutiva dei tipi L e S

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Tipo L e tipo S del SARS-CoV-2

Secondo una ricerca pubblicata il 3 marzo 2020 su National Science Review, i virus SARS-CoV-2 possono essere categorizzati in due tipi maggioritari ovvero L (70%) ed S (30%), che sono ben definiti da due diversi SNPs (variazione del materiale genico a carico di un unico nucleotide, tale per cui l’allele polimorfico risulta presente nella popolazione in una proporzione superiore all’1%; polimorfismo a singolo nucleotide.) mostranti un legame quasi completo attraverso i ceppi virali sequenziati fino ad oggi. 

Le analisi genetiche di popolazione sono state effettuate su 103 genomi di SARS-CoV-2: i ricercatori hanno scoperto che l’SNP nella posizione 8,782 (ORF1AB: T8517C) e 28,144 (ORF8: C251T, S84L) sembrano avere un legame significativo (con un r2 di 0,954 e valore LOD di 50,13) (Fig.1). 

distanza genomica tra i due SNPs
Figura 1 – distanza genomica tra i due SNPs

Tra i 103 ceppi virali SARS-CoV-2, 101 di questi hanno mostrato un legame completo tra i due SNP: 72 ceppi hanno mostrato un aplotipo “CT” (definito come tipo “L” perché T28,144 è nel codone di Leucina) e 29 ceppi hanno esibito un aplotipo “TC” (definito come “S” perché C28,144 è nel codone di Serina).

Qual’è la versione ancestrale del SARS-CoV-2?

Per determinare se il tipo L o S è ancestrale, i ricercatori hanno esaminato gli allineamenti genomici di SARS-CoV-2 ed altri virus altamente correlati. Sorprendentemente, i nucleotidi del tipo S nei siti 8,782 e 28,144 erano identici ai siti ortologhi nei virus più strettamente correlati, ed entrambi i siti erano altamente conservati anche in altri virus. Quindi, sebbene il tipo L (~70%) fosse più prevalente del tipo S (~30%) nei ceppi virali esaminati, si è visto che il tipo S è in realtà la versione ancestrale di SARS-CoV-2. 

Per esaminare ulteriormente la relazione tra i ceppi nei tipi L e S, i ricercatori hanno ricostruito un albero filogenetico di tutti i 103 virus SARS-CoV-2 in base al sequenziamento dell’intero genoma. Finora si è scoperto che, sebbene il tipo L sia derivato dal tipo S, L (~70%) ha una prevalenza maggiore di S (~30%) tra i genomi sequenziati SARS-CoV-2. 

La variante L del SARS-CoV-2

Questo modello suggerisce che il tipo L ha una velocità di trasmissione più alta rispetto al tipo S, ed ha inoltre accumulato un numero significativamente più elevato di mutazioni probabilmente perché si trasmette e si replica più velocemente nelle popolazioni umane, causando un maggiore accumulo di mutazioni. 

Pertanto, questi risultati suggeriscono che il tipo L potrebbe essere più aggressivo del tipo S a causa del tasso di trasmissione e/o di replicazione potenzialmente più elevati.

Lo studio, inoltre, pone l’attenzione sulla distribuzione temporale e spaziale dei due tipi di SARS-CoV-2: tra i 27 virus isolati da Wuhan, 26 (96,3%) erano di tipo L e solo 1 (3,7%) era di tipo S. Tuttavia, tra gli altri 73 virus isolati fuori Wuhan, 45 (61,6%) erano di tipo L e 28 (38,4%) erano di tipo S. (Fig.2)

differenze tra la distribuzione spaziale e temporale dei tipi L e S di SARS-CoV-2
Figura 2 – differenze tra la distribuzione spaziale e temporale dei tipi L e S di SARS-CoV-2

Questo confronto suggerisce che il tipo L è significativamente più diffuso a Wuhan che in altri luoghi, ed inoltre era significativamente più diffuso prima del 7 gennaio 2020 (96,2%, 25 L e 1 S) rispetto a dopo il 7 gennaio 2020 (62,2%, 46 L e 28 S)

Una domanda interessante

Una domanda interessante da porsi è: se il tipo L è più aggressivo del tipo S, perché la frequenza relativa del tipo L è diminuita rispetto al tipo S in altri luoghi dopo il breakout iniziale a Wuhan?

Secondo i ricercatori, una possibile spiegazione è che dal gennaio 2020, i governi centrali e locali cinesi hanno adottato misure di prevenzione e controllo rapide e complete. Questi interventi potrebbero aver causato una forte pressione selettiva contro il tipo L. Di conseguenza il tipo S, potrebbe aver sperimentato una pressione selettiva più debole portando ad un aumento della sua abbondanza relativa tra i virus SARS-CoV-2. 

Quindi, è stato ipotizzato che i due tipi di virus SARS-CoV-2 potrebbero aver subito pressioni selettive diverse a causa di diverse caratteristiche epidemiologiche.

Al momento non è chiaro se il tipo L si sia evoluto dal tipo S negli umani o negli ospiti intermedi. È altresì incerto se il tipo L sia effettivamente più virulento del tipo S. Al fine di avvalorare questa tesi, sono necessari più studi e su campioni di popolazione maggiori.  

Si ringrazia la dott.ssa Ilaria Salvatori per la gentile concessione dell’articolo

Fonti:

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