EN CASTELLANO/EN CATALÀ

Humans, followed by ferrets and to a lesser extent cats, civets and dogs are the most susceptible animals to SARS-CoV-2 infection, according to an analysis of ten different species carried out by researchers at the Centre for Genomic Regulation (CRG), based in Barcelona.

The findings, published in PLOS Computational Biology, found that ducks, rats, mice, pigs and chickens had lower or no susceptibility to infection compared to humans.

“Knowing which animals are susceptible to SARS-CoV-2 helps us prevent building up animal reservoirs from which the coronavirus can re-emerge at a later date,” says Luis Serrano, ICREA Research Professor, Director of the CRG and senior author of the study. “Our findings offer a clue for why minks – which are closely related to the ferret – are being infected by the disease, which is probably made worse by their packed living conditions and close contact with human workers.”

“Though we also find a potential susceptibility to infection by cats, they don’t co-exist with humans in the same conditions as other animals, which may explain why so far there are no known cases of people being infected by their pets,” adds Dr. Serrano.

Ten species were studied in this paper. Five species – humans, cats, ferrets, civets, and dogs – have had documented cases of infection by SARS-CoV-2. There are no reports of infection in the other five species – mice, rats, pigs, chickens and ducks.

The researchers used computer modelling to test how the coronavirus uses its spike proteins, which protrude from the surface of the virus, to infiltrate the cells of different animals. The main point of entry on a cell’s surface is the ACE2 receptor, which binds with the spike protein through a lock-and-key mechanism. There are many different variants of ACE2 within human populations and across different species.

Variants of the ACE2 receptor in humans followed by ferrets, cats, dogs and civets have the highest binding affinities to the viral spike protein, while mice, rats, chicken and ducks have poor binding energy.

However, binding affinity is not enough on its own to gage a cell’s susceptibility to infection. The researchers also tested the different species’ ‘codon adaptation index’ – which is how efficient the coronavirus is at commandeering a cell’s machinery once it has entered. The more efficient the process, the better the coronavirus can create the proteins it needs to replicate.

Humans, chickens and ducks have the highest codon adaptation index, while the other species are worse adapted.

Considering both binding affinity and the codon adaptation index, the researchers conclude that humans, followed by ferrets, cats, civets and dogs are the most susceptible animals to infection by coronavirus.

They also found that different human variants of ACE2 showed differences in stability and binding to the spike protein, a sensitivity that may underlie why some people suffer from severe COVID-19 symptoms.

“We have identified mutations on the S-protein that dramatically reduces the capacity of SARS-CoV-2 to enter into the cell, protecting the host from catching Covid-19,” says Javier Delgado, researcher at the CRG and first author of the study. “We are now engineering mini-proteins from the human ACE2 protein to ‘distract’ the attention of the virus from entering cells and block an infection. Should new mutations of the viral spike protein arise, we could engineer new variants to block them.”

Understanding SARS-CoV-2 infectivity across different species can better inform public health measures, helping reduce human contact with other susceptible animals and avoiding the potential prolongment of the COVID-19 pandemic.

According to the WHO, since June 2020, 214 human cases of COVID-19 have been identified in Denmark with SARS-CoV-2 variants associated with farmed minks, including 12 cases with a unique variant, reported on 5 November. Preliminary findings indicate that this particular mink-associated variant has moderately decreased sensitivity to neutralizing antibodies – though this has not been demonstrated.

 
The project leading to these results has received funding from “la Caixa” Foundation under the project code LCF/PR/HR19/52160019

EN CASTELLANO

Los hurones, los gatos y las civetas son los animales más susceptibles a la infección por coronavirus después de los humanos

Los humanos, seguidos de los hurones y, en menor medida, los gatos, las civetas y los perros son los animales más susceptibles a la infección por SARS-CoV-2, según un análisis de diez especies diferentes realizado por un equipo científico del Centro de Regulación Genómica (CRG).

Los hallazgos, publicados en PLOS Computational Biology, detallan que los patos, las ratas, los ratones, los cerdos y los pollos tienen una susceptibilidad menor o nula a la infección en comparación con los humanos.

“Saber qué animales son susceptibles al SARS-CoV-2 nos ayuda a prevenir la creación de reservas de animales a partir de las cuales el coronavirus puede volver a emerger con el paso del tiempo”, dice Luis Serrano, profesor de investigación ICREA, director del CRG y autor principal del estudio. "Nuestros hallazgos ofrecen una pista de por qué la enfermedad infecta a los visones, que están estrechamente relacionados con el hurón. Esta situación se acentúa por sus condiciones de vida en espacios abarrotados y el contacto cercano con trabajadores humanos".

"Aunque también encontramos una susceptibilidad potencial a la infección en gatos, estos no coexisten con los humanos en las mismas condiciones que otros animales, lo que puede explicar por qué hasta ahora no se conocen casos de personas infectadas por sus mascotas,” agrega el Dr. Serrano.

El equipo investigador estudió diez especies. Cinco especies (los humanos, los gatos, los hurones, las civetas y los perros) han tenido casos documentados de infección por SARS-CoV-2. No hay casos detectados en las otras cinco especies: los ratones, las ratas, los cerdos, los pollos y los patos.

El equipo científico utilizó modelos computacionales para probar cómo el coronavirus usa sus proteínas espiga, que sobresalen de la superficie del virus, para infiltrarse en las células de diferentes animales. El principal punto de entrada en la superficie de una célula es el receptor ACE2, que se une a la proteína espiga como una cerradura y una llave. Existen muchas variantes diferentes de ACE2 dentro de las poblaciones humanas y en diferentes especies.

Las variantes del receptor ACE2 en humanos seguidas de las variantes en los hurones, los gatos, los perros y las civetas tienen mayor afinidad de unión a la proteína espiga viral, mientras que los ratones, ratas, pollos y patos tienen poca energía de unión.

Sin embargo, la afinidad de unión no es suficiente por sí sola para medir la susceptibilidad de una célula a la infección. El equipo científico también probó el "índice de adaptación de codones" de las diferentes especies, que es la eficacia del coronavirus para controlar la maquinaria de una célula una vez que ha entrado. Cuanto más eficiente sea el proceso, más proteínas se pueden crear para que el coronavirus se pueda replicar.

Los seres humanos, los pollos y los patos tienen el índice de adaptación de codones más alto, mientras que las otras especies están peor adaptadas.

Teniendo en cuenta tanto la afinidad de unión como el índice de adaptación de codones, el equipo investigador concluye que los humanos, seguidos por los hurones, y en menor medida por los gatos, las civetas y los perros, son los animales más susceptibles a la infección por coronavirus.

También se descubrió que ciertas variantes humanas de ACE2 mostraban diferencias en la estabilidad y unión a la proteína espiga, una sensibilidad que puede explicar por qué algunas personas sufren síntomas graves de la Covid-19.

“Hemos identificado mutaciones en la proteína S que reducen drásticamente la capacidad del SARS-CoV-2 para entrar en la célula, protegiendo al huésped de la Covid-19”, dice Javier Delgado, investigador del CRG y primer autor del estudio. “Ahora estamos diseñando mini-proteínas a partir de la proteína ACE2 humana para 'distraer' la atención del virus en las puertas de entrada de las células y bloquear una infección. Si en el futuro surgen nuevas mutaciones de la proteína espiga, podemos diseñar nuevas variantes para bloquearlas ".

Comprender la infectividad del SARS-CoV-2 en diferentes especies puede aportar una mejor información con respecto a la adopción de medidas de salud pública, ayudar a reducir el contacto humano con otros animales susceptibles y evitar la posible prolongación de la pandemia de la Covid-19.

Según la OMS, desde junio de 2020, se han identificado 214 casos en humanos de COVID-19 en Dinamarca con variantes del SARS-CoV-2 asociadas a visones de cultivo, incluyendo 12 casos con una variante única que fue identificada el 5 de noviembre. Los hallazgos preliminares indican que esta variante particular asociada al visón tiene una sensibilidad moderadamente reducida a los anticuerpos neutralizantes, aunque esto no se ha demostrado.

 
El proyecto ha recibido financiación de la Fundación “la Caixa” con el código de proyecto LCF/PR/HR19/52160019

EN CATALÀ

Les fures, els gats i les civetes són els animals més susceptibles a la infecció per coronavirus després dels humans

Els humans, seguits per les fures i, en menor mesura, els gats, les civetes i els gossos són els animals més susceptibles a la infecció per SARS-CoV-2, segons una anàlisi de deu espècies diferents realitzat per un equip científic del Centre de Regulación Genòmica (CRG).

Les troballes, publicades a PLOS Computational Biology, detallen que els ànecs, les rates, els ratolins, els porcs i els pollastres tenen una susceptibilitat menor o nul·la a la infecció en comparació amb els humans.

“Saber quins animals són susceptibles al SARS-CoV-2 en ajuda a prevenir la creació de reserves animals a partir de les quals el coronavirus pot tornar a emergir amb el pas del temps”, diu Luis Serrano, professor d’investigació ICREA, director del CRG i autor principal de l’estudi. “Les nostres troballes ofereixen una pista de per què la malaltia infecta als visons, que estan estretament relacionats amb la fura. Aquesta situació s’accentua per les seves condicions de vida en espais atapeïts i el contacte proper amb treballadors humans”.

“Tot i que també trobem una susceptibilitat potencial a la infecció en gats, aquests no coexisteixen amb els humans en les mateixes condicions que d’altres animals, el que pot explicar per què, fins ara, no es coneixen casos de persones infectades per les seves mascotes,” afegeix el Dr. Serrano.

L’equip investigador estudià deu espècies. Cinc espècies (els humans, els gats, les fures, les civetes i els gossos) han tingut casos documentats d’infecció per SARS-CoV-2. No hi ha casos detectats en les altres cinc espècies: els ratolins, les rates, els porcs, els pollastres i els ànecs.

L’equip científic emprà models computacionals per provar com el coronavirus utilitza les seves proteïnes espiga, que sobresurten de la superfície del virus, per infiltrar-se en les cèl·lules de diferents animals. El principal punt d’entrada a la superfície d’una cèl·lula és el receptor ACE2, que s’uneix a la proteïna espiga de la mateixa manera que un pany i una clau. Existeixen moltes variants diferents d’ACE2 dins de les poblacions humanes i en diferents espècies.

Les variants del receptor ACE2 en humans, seguides de les variants en les fures, els gats, els gossos i les civetes tenen una afinitat d’unió més gran a la proteïna espiga viral, mentre que els ratolins, les rates, els pollastres i els ànecs tenen poca energia d’unió.

Tanmateix, l’afinitat d’unió no és suficient per si mateixa per mesurar la susceptibilitat d’una cèl·lula a la infecció. L’equip científic també provà el ”índex d’adaptació de codons” de les diferents espècies, que és l’eficàcia del coronavirus per a controlar la maquinària d’una cèl·lula un cop que hi ha entrat. Quant més eficient sigui el procés, més proteïnes es poden crear per a què el coronavirus es pugui replicar.

Els éssers humans, els pollastres i els ànecs tenen l’índex d’adaptació de codons més alt, mentre que les altres espècies estan menys adaptades.

Tenint en compte tant l’afinitat d’unió com l’índex d’adaptació de codons, l’equip investigador conclou que els humans, seguits per les fures i, en menor mesura, pels gats, les civetes y els gossos, són els animals més susceptibles a la infecció per coronavirus.

També es descobrí que certes variants humanes d’ACE2 mostraven diferències en l’estabilitat i unió a la proteïna espiga, una sensibilitat que pot explicar per què algunes persones pateixen símptomes greus de la Covid-19.

“Hem identificat mutacions a la proteïna S que redueixen dràsticament la capacitat del SARS-CoV-2 per entrar a la cèl·lula, protegint l’hoste de la Covid-19”, diu Javier Delgado, investigador del CRG i primer autor de l’estudi. “Ara estem dissenyant mini-proteïnes a partir de la proteïna ACE2 humana per ‘distraure’ l’atenció del virus a les portes d’entrada de les cèl·lules i bloquejar una infecció. Si en el futur sorgeixen noves mutacions de la proteïna espiga, podem dissenyar noves variants per bloquejar-les”.

Comprendre la infectivitat del SARS-CoV-2 en diferents espècies pot aportar una millor informació pel que fa a l’adopció de mesures de salut pública, ajudar a reduir el contacte humà amb d’altres animals susceptibles i evitar la possible prolongació de la pandèmia de la Covid-19.

Segons l’OMS, des del juny de 2020, s’han identificat 214 casos en humans de COVID-19 a Dinamarca amb variants del SARS-CoV-2 associades a visons de cultiu, incloent-hi 12 casos amb una variant única que fou identificada el 5 de novembre. Les troballes preliminars indiquen que aquesta variant particular associada al visó té una sensibilitat moderadament reduïda als anticossos neutralitzants, tot i que això no ha estat demostrat.

El projecte ha rebut finançament de la Fundació "la Caixa" amb el codi de projecte LCF /PR/HR19/52.160.019