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Gli scienziati stanno esaminando come il coronavirus SARS-CoV-2 invade le cellule per trovare i farmaci giusti per combatterlo.
Le cellule infettate dal nuovo coronavirus crescono in bracci filiformi, simili a tentacoli, che consentono al virus di invadere altre cellule, secondo un nuovo studio.
SARS-CoV-2, ha ora infettato oltre 12,2 milioni di persone in tutto il mondo e ucciso oltre 555.500, secondo la dashboard della Johns Hopkins. Per sconfiggere il virus, i ricercatori di tutto il mondo stanno prendendo parte a uno sforzo senza precedenti per trovare nuovi farmaci e riutilizzare quelli vecchi.
Ma per trovare veramente la giusta arma terapeutica contro SARS-CoV-2, gli scienziati devono capire in dettaglio come il virus invade le cellule umane. Per capirlo, un gruppo internazionale di ricercatori ha esaminato come il virus cambia attività all’interno delle cellule per invadere sempre più cellule. Hanno analizzato in modo specifico come il virus può alterare determinate proteine nelle cellule infette. (Le proteine eseguono le istruzioni dei geni e quindi i cambiamenti delle proteine potrebbero influire sulle azioni effettive delle cellule infette).
Questa nuova ricerca si basa su un “progetto” che coinvolge 332 proteine umane che interagiscono con 27 proteine virali SARS-CoV-2 che i ricercatori avevano descritto ad aprile sulla rivista Nature. In questo nuovo studio, i ricercatori hanno analizzato tutte le proteine umane che, una volta infettate, mostravano cambiamenti in un processo chiamato fosforilazione – in cui una proteina chiamata chinasi attacca un gruppo fosforilico (un atomo di fosforo attaccato a tre ossigeni) su altre proteine.
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“La fosforilazione, un processo che può attivare e disattivare le proteine, è “estremamente importante” per molti processi cellulari, tra cui sintesi proteica, divisione cellulare, segnalazione, crescita cellulare, sviluppo e invecchiamento”, riporta l’articolo pubblicato a giugno 2017 sull’International Journal of Medicine.
“Il set di chinasi è come il quadro generale della cellula”, ha affermato l’autore senior Nevan Krogan, Direttore del Quantitative Biosciences Institute (QBI) presso la School of Pharmacy dell’Università della California, San Francisco e ricercatore senior presso Gladstone Institutes . “Se il virus può entrare e manipolare il quadro generale, può manipolare le cose in modo benefico per l’infezione”.
Usando un metodo chiamato spettrometria di massa, che misura la massa di diverse molecole come le proteine, il team ha trovato “un drammatico ricablaggio della fosforilazione sulle proteine ospite e virali” all’interno delle cellule di scimmia. “Questo metodo può identificare il sottile cambiamento di massa tra una proteina fosforilata e una non fosforilata”, ha detto Krogan a Live Science.
Cellule fibrose
“Le cellule umane hanno proteine molto simili a quelle delle cellule di scimmia”, ha affermato Krogan. Il team ha scoperto che 40 delle 332 proteine umane che precedentemente avevano interagito con il coronavirus erano fosforilate in modo diverso nelle cellule di scimmia infettate dal virus rispetto a quelle non infette.
Inoltre, su 518 chinasi esaminate, gli scienziati hanno scoperto che 49 hanno mostrato cambiamenti nell’attività di fosforilazione. “L’attività di un paio di chinasi, inclusa quella che viene chiamata caseina chinasi II (CK2), è stata drammaticamente modificata dal virus e si trova all’interno di importanti vie di segnalazione cellulare”, dichiarano gli autori.
L’imaging ad alta risoluzione delle cellule infette ha mostrato che le cellule avevano sviluppato sporgenze simili a tentacoli chiamate “filopodia”, che contenevano proteine virali. I ricercatori hanno trovato sia la CK2 che le proteine virali all’interno della filopodia, suggerendo che il coronavirus dirotta la CK2 e la costringe a formare tentacoli. Quei tentacoli quindi fanno buchi nelle cellule vicine, permettendo al virus di infettare nuove cellule.
I ricercatori hanno quindi identificato 87 farmaci che sono stati approvati dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti o attualmente in studi clinici che potrebbero colpire alcune di queste chinasi o percorsi che sono alterati da SARS-CoV-2 sia nelle cellule umane che in quelle delle scimmie. I ricercatori hanno scoperto che sette di questi composti, per lo più composti anticancro e antinfiammatori, hanno inibito la replicazione e la crescita del virus sia nelle cellule polmonari umane che nelle cellule renali delle scimmie.
“Questo studio “è accurato e approfondito”, ma presenta alcune limitazioni”, ha affermato Carol Shoshkes Reiss, Prof.ssa di biologia e scienze neurologiche alla New York University, che non faceva parte dello studio. “I ricercatori hanno testato il modo in cui il virus infetta le cellule utilizzando cellule non umane, piuttosto che cellule primarie delle vie aeree umane”, ha detto la ricercatrice. “Gli autori riconoscono questo limite dello studio. Inoltre, non hanno dimostrato che le loro idee funzionavano in nessuno dei migliori modelli di animali usati per studiare le infezioni da SARS-CoV-2, come topi o criceti transgenici”. “Lo studio ha sicuramente un potenziale, se testato in modo appropriato”, ha aggiunto.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Cell il 28 giugno. (Il laboratorio Krogan ha ricevuto il supporto di ricerca da Vir Biotechnology e F. Hoffmann-La Roche).
Fonte: Cell
