Immagine: illustrazione di un villo nell’intestino con SARS-CoV-2 sul bordo di una cellula intestinale. Credito: Kèvin Knoops, Raimond Ravelli e Maaike de Backer, copyright: Università di Maastricht.
Ricercatori dell’Istituto Hubrecht di Utrecht, del Centro medico dell’Università Erasmus MC di Rotterdam e dell’Università di Maastricht nei Paesi Bassi, hanno scoperto che il coronavirus SARS-CoV-2, che causa COVID-19, può infettare le cellule dell’intestino e moltiplicarsi lì.
Utilizzando modelli di colture cellulari all’avanguardia dell’intestino umano, i ricercatori hanno propagato con successo il virus in vitro e monitorato la risposta delle cellule al virus, fornendo un nuovo modello di coltura cellulare per lo studio di COVID-19 . Questi risultati potrebbero spiegare l’osservazione che circa un terzo dei pazienti COVID-19 presenta sintomi gastrointestinali come la diarrea e il fatto che il virus spesso può essere rilevato nei campioni di feci. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Science, oggi 1° maggio 2020.
I pazienti con COVID-19 mostrano una varietà di sintomi associati agli organi respiratori – come tosse, starnuti, respiro corto e febbre – e la malattia viene trasmessa attraverso goccioline che si diffondono principalmente attraverso la tosse e gli starnuti. Un terzo dei pazienti presenta tuttavia anche sintomi gastrointestinali, come nausea e diarrea. Inoltre, il virus può essere rilevato nelle feci umane molto tempo dopo che i sintomi respiratori sono stati risolti. Ciò suggerisce che il virus può anche diffondersi attraverso la cosiddetta “trasmissione fecale-orale”. Sebbene gli organi respiratori e gastrointestinali possano sembrare molto diversi, ci sono alcune somiglianze chiave. Una somiglianza particolarmente interessante è la presenza del recettore ACE2, il recettore attraverso il quale il virus SARS-CoV-2 può entrare nelle cellule. L‘interno dell’intestino è carico di recettori ACE2. Tuttavia, fino ad ora non era noto se le cellule intestinali potessero effettivamente infettarsi e produrre particelle virali.
Organoidi intestinali
I ricercatori dell’Istituto Hubrecht, Erasmus MC e l’Università di Maastricht hanno deciso di determinare se il virus SARS-CoV-2 può infettare direttamente le cellule dell’intestino e, in tal caso, se può replicarsi anche lì. Hanno usato organoidi intestinali umani: minuscole versioni dell’intestino umano che possono essere coltivate in laboratorio. Hans Clevers (Hubrecht Institute) afferma: “Questi organoidi contengono le cellule del rivestimento intestinale umano e sono un modello convincente per studiare l’infezione da SARS-CoV-2”.
Immagine: organoidi intestinali, quello a destra infettato da coronavirus SARS-CoV-2. Il coronavirus è di colore bianco, gli organoidi stessi sono di colore blu e verde. Riconoscimento: Joep Beumer, Copyright Hubrecht Institue.
Infezione delle cellule intestinali
Quando i ricercatori hanno aggiunto il virus agli organoidi, questi sono stati rapidamente infettati. Il virus entra in un sottoinsieme delle cellule degli organoidi intestinali e il numero di cellule infette aumenta nel tempo. Usando la microscopia elettronica, un modo avanzato per visualizzare i diversi componenti della cellula in modo molto dettagliato, i ricercatori hanno trovato particelle di virus all’interno e all’esterno delle cellule degli organoidi. Peter Peters (Università di Maastricht) afferma: “A causa del blocco, tutti abbiamo studiato le diapositive virtuali degli organoidi infetti da remoto da casa”. I ricercatori hanno studiato la risposta delle cellule intestinali al virus con il sequenziamento dell’RNA, un metodo per studiare quali geni sono attivi nelle cellule. Ciò ha rivelato che i cosiddetti geni stimolati dall’interferone sono attivati. Questi geni sono noti per combattere l’infezione virale. I lavori futuri si concentreranno su questi geni più attentamente e su come potrebbero essere utilizzati per sviluppare nuovi trattamenti.
I ricercatori hanno anche coltivato gli organoidi in diverse condizioni che si traducono in cellule con livelli più alti e più bassi del recettore ACE2, attraverso i quali SARS-CoV-2 può entrare nelle cellule. Con loro sorpresa, hanno scoperto che il virus infettava le cellule con livelli sia alti che bassi del recettore ACE2. In definitiva, questi studi potrebbero portare a nuovi modi per bloccare l’ingresso del virus nelle nostre cellule.
Immagine: organoide intestinale infetto da coronavirus SARS-CoV-2. Il coronavirus è di colore bianco, gli organoidi stessi sono di colore blu e verde. Credito: Joep Beumer, copyright: Hubrecht Institue.
Implicazioni
Bart Haagmans (Erasmus MC) conclude: “Le osservazioni fatte in questo studio forniscono una prova definitiva che SARS-CoV-2 può moltiplicarsi nelle cellule del tratto gastrointestinale. Tuttavia, non sappiamo ancora se SARS-CoV-2, presente nell’ intestino dei pazienti COVID-19, svolge un ruolo significativo nella trasmissione. I nostri risultati indicano che dovremmo esaminare più da vicino questa possibilità”. Il presente studio è in linea con altri studi recenti che hanno identificato i sintomi gastrointestinali in una grande frazione di pazienti COVID-19 e il virus nelle feci di pazienti liberi da sintomi respiratori. Particolare attenzione può essere necessaria per quei pazienti con sintomi gastrointestinali. Pertanto, potrebbero essere necessari test più approfonditi utilizzando non solo tamponi di naso e gola, ma anche tamponi rettali o campioni di feci.
Nel frattempo, i ricercatori stanno continuando la loro collaborazione per saperne di più su COVID-19. Stanno studiando le differenze tra le infezioni polmonari e intestinali confrontando gli organoidi polmonari e intestinali infetti da SARS-CoV-2.
Fonte: Science
