Logo bio-infomedia.ro

SARS-CoV-2: structură, mod de transmitere și infectare

  • 22 august 2020
  • COVID-19
SARS-CoV-2
Ilustrație a coronavirusului SARS-CoV-2 | Foto: PHYS.ORG/PIXABAY

Coronavirusul sindromului respirator acut sever 2 (SARS-CoV-2) este o tulpină de coronavirus care produce boala respiratorie COVID-19. SARS-CoV-2 este un coronavirus ARN monocatenar cu polaritate pozitivă, fiind contagios pentru oameni. După cum a fost descris de către Institutul Național pentru Sănătate din S.U.A., este succesorul virusului SARS-CoV-1, care a produs epidemia de SARS din 2002-2004.

Se crede că virusul are o origine zoonotică, deoarece are similitudini genetice cu coronavirusurile de la lilieci. Încă nu există dovezi care să lege un rezervor natural al virusului, cum ar fi pangolinul (un mamifer care trăiește în Asia), de introducerea sa la oameni. Virusul arată o diversitate genetică redusă, ceea ce demonstrează că a ajuns la oameni recent, spre sfârșitul anului 2019.

Structură

Ca toate coronavirusurile implicate în epidemia de SARS din 2003, SARS-CoV-2 aparține subgenului Sarbecovirus, din genul Betacoronavirus. Secvența sa ARN are o lungime de aproximativ 30.000 de baze. SARS-CoV-2 este unic printre betacoronavirusurile cunoscute prin faptul că încorporează un sit polibazic de clivaj, ceea ce îi crește patogenitatea și transmisibilitatea.

Fiecare virion al SARS-CoV-2 are un diametru de 50-200 nanometri. La fel ca alte coronavirusuri, SARS-CoV-2 conține patru proteine structurale, denumite S (spike), E (anvelopă), M (membrană) și N (nucleocapsidă); proteina N înglobează ARN-ul viral, iar proteinele S, E și M formează împreună anvelopa virală. Proteina S este cea care permite virusului să se atașeze de și să fuzioneze cu membrana celulei-gazdă.

Experimentele de modelare proteică efectuate asupra proteinei S au sugerat că SARS-CoV-2 are o afinitate suficientă față de receptorul enzimei de conversie a angiotensinei 2 (ACE2) din celulele umane pentru a-l folosi ca mecanism de pătrundere în celulă. Ulterior, mai multe studii experimentale independente au demonstrat că ACE2 poate funcționa ca receptor pentru SARS-CoV-2; mai mult, studiile au arătat că SARS-CoV-2 are o afinitate mai ridicată față de ACE2 umană comparativ cu tulpina de virus SARS originală.

După ce virionul SARS-CoV-2 s-a atașat de celula-țintă, proteaza celulară TMPRSS2 taie proteina S a virusului, expunând o peptidă de fuzionare din subunitatea S2 și receptorul ACE2 gazdă. După fuzionare, în jurul virionului se formează un endozom, separându-l de restul celulei. Virionul scapă din endozom când pH-ul acestuia scade sau când catepsina (o enzimă care degradează proteine) îl clivează. Apoi virionul își eliberează ARN-ul în celulă, forțând-o să producă și să disemineze copii ale virusului, care infectează alte celule. SARS-CoV-2 produce cel puțin trei factori de virulență, care facilitează răspândirea noilor virioni în alte celule și inhibă răspunsul imun.

Strucrura SARS-CoV-2
Ilustrația a structurii coronavirusului SARS-CoV-2. | Foto: ENCICLOPEDIA BRITANNICA

Modul de transmitere și infectare

Transmiterea de la om la om a SARS-CoV-2 a fost confirmată pe 20 ianuarie 2020, în timpul pandemiei de COVID-19. S-a presupus inițial că transmiterea se face prin particulele lichide respiratorii împrăștiate în aer prin strănut sau tușit, pe o rază de 1,8 m. Cercetări ulterioare au arătat că vorbitul este un alt mod de transmitere. Contactul indirect, prin intermediul suprafețelor contaminate este o altă posibilă cale de infectare. Cercetările preliminare au arătat că virusul poate rămâne activ pe plastic și inox până la trei zile, dar nu supraviețuiește pe carton mai mult de o zi sau pe cupru mai mult de patru ore. Virusul este inactivat de săpun, care îi distruge anvelopa lipidică. ARN viral a fost descoperit și în materiile fecale și în sperma provenite de la persoane infectate.

Gradul în care virusul este contagios în perioada de incubație nu a fost stabilit cu certitudine, dar cercetările au arătat că faringele atinge vârful încărcării virale la aproximativ patru zile după infectare sau în prima săptămână de simptome, după care încărcarea virală scade. Pe 1 februarie 2020, Organizația Mondială a Sănătății a indicat că transmiterea de la persoane asimptomatice nu este o cale majoră de infectare. Cu toate acestea, un model epidemiologic de la începutul epidemiei din China a sugerat că pre-infecțiile (infecțiile asimptomatice) ar putea fi sursa pentru majoritatea infectărilor.

Cele mai infecțioase persoane sunt cele care prezintă simptome. Persoanele pot transmite virusul chiar dacă sunt asimptomatice, însă nu este clar cât de des se întâmplă acest lucru. Se estimează că numărul persoanelor infectate care nu prezintă simptome este de 40%.

Sputa și saliva conțin cantități însemnate de virus. Deși COVID-19 nu este o boală cu transmitere sexuală, virusul se poate transmite prin sărut și contacte intime. Virusul poate apărea în laptele matern, însă nu este sigur dacă este infecțios și transmisibil la copil.

Există unele dovezi ale transmiterii SARS-CoV-2 de la om la animale, în special la feline.

Transmiterea SARS-CoV-2
Ilustrație a modului de transmitere a coronavirusului SARS-CoV-2 | Foto: WORLD HEART FEDERATION

Fiziopatologie

Plămânii sunt organele cele mai afectate de COVID-19, deoarece virusul pătrunde în celulele pulmonare prin sistemul enzimei angiotensin convertază 2 (enzima de conversie a angiotensinei 2 - ACE2), care este foarte abundentă în celulele alveolare de tip II. Virusul folosește o glicoproteină denumită ”spike” pentru a se lega de ACE2 și a pătrunde în celulă. Densitatea ACE2 din fiecare țesut este în directă corelație cu severitatea bolii în acel țesut. De aceea, s-a sugerat că reducerea activității ACE2 ar putea avea un efect protector, deși un alt punct de vedere este acela că creșterea activității ACE2 prin utilizarea unor medicamente care blochează receptorul pentru angiotensina II ar putea avea un efect protector. Pe măsură ce boala avansează la nivel alveolar, se ajunge la insuficiență respiratorie și apoi la moarte.

SARS-CoV-2 poate cauza insuficiență respiratorie prin afectarea trunchiului cerebral, așa după cum s-a descoperit că alte coronavirusuri pot invada sistemul nervos central. Cu toate că virusul a fost detectat în lichidul cerebrospinal la autopsii, nu este clar mecanismul exact prin care acesta ajunge în sistemul nervos central; ar putea avea loc prin pătrunderea în nervii periferici, având în vedere nivelurile reduse de ACE2 din creier.

Virusul poate afecta sistemul gastrointestinal, deoarece ACE2 se găsește din abundență în celulele glandulare din epiteliul gastric, duodenal și rectal, precum și în celulele endoteliale și enterocitele din intestinul subțire.

SARS-CoV-2 poate provoca afecțiuni acute ale miocardului și afecțiuni cronice ale sistemului cardiovascular, care sunt cu atât mai grave cu cât boala este mai severă. Afecțiunile acute ale inimii pot avea legătură cu receptorii ACE2 din miocard, unde aceștia se regăsesc în număr mare și au rol în funcționarea inimii. Se crede că disfuncționalitățile vaselor sanguine și formarea cheagurilor de sânge contribuie semnificativ la rata mortalității (cheagurile de sânge pot duce la embolism pulmonar sau la atac cerebral, complicații care au dus la moartea pacienților infectați cu SARS-CoV-2). Se pare că infecția virală declanșează o succesiune de răspunsuri vasoconstrictoare în organism, inclusiv la nivelul circulației pulmonare.

SARS-CoV-2
Complicațiile cardiovasculare întâlnite la pacienții cu COVID-19 derivă din mai multe mecanisme, pornind de la afectarea virală directă și până la complicațiile cauzate de răspunsurile inflamatorii și trombotice asociate cu infecția. | Foto: SCIELO.BR
Sursa: Internet
Foto: www.phys.org, www.scielo.br, www.world-heart-federation.org

SARS-CoV-2

Masuri de protectie anti-COVID-19

Statistici COVID-19

SARS-CoV-2