Immagine: Credit: Fusion Medical Animation on Unsplash
A volte, quando il sistema immunitario del corpo si arma per combattere un’infezione virale, esagera un po’.
Le cellule ferite o infette producono piccole proteine di segnalazione chiamate citochine che radunano le cellule immunitarie come i macrofagi per distruggere gli invasori e aiutare il corpo a guarire. Alcune infezioni virali, come l’influenza e la SARS, possono scatenare una valanga di citochine, che reclutano troppi macrofagi e altre cellule immunitarie. Queste cellule finiscono per colpire le cellule del corpo oltre ai virus, danneggiando i tessuti e gli organi. Gli scienziati la definiscono una “tempesta di citochine”. Le tempeste di citochine possono danneggiare gli organi abbastanza gravemente da accelerare la progressione e la gravità di COVID-19 nel tessuto polmonare, portando persino alla morte. Tempeste di citochine sono state riscontrate in pazienti gravi e critici di COVID-19 e possono essere una delle principali cause di morte. I polmoni dei pazienti morti COVID-19 sono pieni di liquido e di cellule immunitarie in eccesso.
I medici stanno attualmente esplorando l’immunosoppressione selettiva per controllare le tempeste di citochine nella COVID-19. Ma smorzare la segnalazione di citochine in eccesso senza sopprimere lo sforzo immunitario complessivo necessario per combattere il virus, richiede una mano delicata. Jiayu Liao, Professore associato di bioingegneria all’Università della California, a Riverside, lavora sulla regolazione della segnalazione di citochine, inclusa l’inibizione della segnalazione di citochine nell’influenza.Ha lavorato su proteine chiamate IFN gamma, TNF alfa e IL6, che sono i principali attori nelle tempeste di citochine. In precedenza, come studioso post-dottorato presso lo Scripps Research Institute, ha scoperto un nuovo meccanismo per sopprimere alcune di queste proteine che alla fine ha portato alla creazione dei farmaci Ozanimod e Siponimod per il trattamento della sclerosi multipla, un disturbo neurodegerativo autoimmune. Il suo gruppo sta testando nuovi inibitori delle citochine nelle colture cellulari e spera di passare presto a un modello animale.
Liao sta attualmente lavorando per scoprire come un processo chiamato SUMOilazioneregola direttamente la replicazione virale e le tempeste di citochine e modifica le proteine nei virus dell’influenza. La sumoilazioneè una modificazione post-traduzionale che media vari processi come la localizzazione nucleare, l’interazione proteina-proteina e la repressione trascrizionale. Consiste nel legame covalente, a varie proteine nucleari e di membrana, di macromolecole polipeptidiche dette small ubiquitin-related modifier (SUMO, da cui “sumoilazione”) e distinte in SUMO 1, SUMO 2 e SUMO 3. I ricercatori hanno usato il trasferimento di energia per risonanza o FRET, per localizzare le proteine SUMO sulle proteine del virus dell’influenza e identificare come alterano la replicazione del virus. Ciò che il gruppo di Liao impara dal virus dell’influenza può essere rapidamente trasferito su COVID-19. Le proteine di alcuni coronavirus vengono anche modificate mediante SUMOilazione. Liao si aspetta che SARS-CoV-2, che causa COVID-19 ed è strettamente correlato a questi altri coronavirus, sia anch’esso modificato da SUMOilazione. Ha in programma di delineare come SUMOilazione influenzi le funzioni di SARS-CoV-2.
