Immagine nuovo coronavirus da microscopio elettronico.Credit: U.S. National Institutes of Health / AP / Shutterstock
I ricercatori hanno identificato caratteristiche microscopiche che potrebbero rendere SARS-CoV-2 l’agente patogeno più infettivo tra i virus SARS e fungere da bersagli farmacologici. Mentre il numero di infezioni da coronavirus si avvicina ai due milioni di casi in tutto il mondo, i ricercatori stanno correndo per capire cosa lo fa diffondere così facilmente.
Una manciata di analisi genetiche e strutturali hanno identificato una caratteristica chiave del virus – una proteina sulla sua superficie – che potrebbe spiegare perché infetta le cellule umane così facilmente. Altri gruppi stanno studiando la porta attraverso la quale il nuovo coronavirus entra nei tessuti umani – un recettore sulle membrane cellulari. Sia il recettore cellulare che la proteina virale offrono potenziali bersagli per i farmaci per bloccare il patogeno, ma i ricercatori affermano che è troppo presto per esserne certi.
“Comprendere la trasmissione del virus è la chiave del suo contenimento e della prevenzione futura”, afferma David Veesler, un virologo strutturale dell’Università di Washington a Seattle, che ha pubblicato i risultati del suo studio sulla proteina virale sul server biomedico di prestampa bioRxiv il 20 febbraio. Il nuovo virus si diffonde molto più facilmente di quello che ha causato la sindrome respiratoria acuta grave o SARS (anche un coronavirus) e ha infettato più di dieci volte il numero di persone che hanno contratto la SARS.
Invasore appuntito
Per infettare una cellula, i coronavirus usano la proteina “spike” che si lega alla membrana cellulare, un processo che viene attivato da specifici enzimi cellulari. Le analisi genomiche del nuovo coronavirus hanno rivelato che la sua proteina spike differisce da quella dei parenti stretti e suggerisce che la proteina ha un sito su di essa che viene attivato da un enzima della cellula ospite chiamato furina.
“Ciò è significativo perché la furina si trova in molti tessuti umani, inclusi polmoni, fegato e intestino tenue, il che significa che il virus ha il potenziale per attaccare più organi”, afferma Li Hua, un biologo strutturale dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong a Wuhan, Cina, dove è iniziata l’epidemia. “La scoperta potrebbe spiegare alcuni dei sintomi osservati nelle persone con coronavirus, come l’insufficienza epatica“, afferma Li che è stato coautore di un’analisi genetica del virus che è stata pubblicata sul server di prestampa ChinaXiv il 23 febbraio. “SARS e altri coronavirus dello stesso genere del nuovo virus non hanno siti di attivazione della furina“, aggiunge il ricercatore.
Vedi anche: SARS-CoV-2: nuovo virus con un antico pedigree?
Numerosi altri gruppi di ricerca hanno anche identificato il sito di attivazione come possibile mezzo che il virus utilizza per diffondersi in modo efficiente tra gli umani. I ricercatori spiegano che questi siti si trovano anche in altri virus che si diffondono facilmente tra le persone, inclusi gravi ceppi del virus dell’influenza. Su questi virus, tuttavia, il sito di attivazione si trova su una proteina chiamata emoagglutinina e non sulla proteina spike.
Necessita la cautela
Ma alcuni ricercatori sono cauti nel sopravvalutare il ruolo del sito di attivazione nell’aiutare il coronavirus SARS-CoV-2 a diffondersi più facilmente e tra questi c’è Jason McLellan, biologo strutturale dell’Università del Texas ad Austin, che è stato coautore di un’altra analisi strutturale del coronavirus, pubblicata su Science il 20 febbraio.
Altri scienziati diffidano del confronto tra i siti di attivazione della furina sui virus dell’influenza e quelli sul nuovo coronavirus. “La proteina emoagglutinina sulla superficie dei virus dell’influenza non è simile o correlata alla proteina spike nei coronavirus”, afferma Peter White, un virologo dell’Università del New South Wales a Sydney, in Australia.
“Il sito di attivazione della furina “imposta il virus” in modo molto diverso rispetto alla SARS in termini di ingresso nelle cellule e probabilmente influenza la stabilità del virus e quindi la trasmissione”, afferma Gary Whittaker, un virologo della Cornell University di Ithaca, New York. Il suo team ha pubblicato un’altra analisi strutturale della proteina spike del coronavirus SARS-CoV-2 su bioRxiv il 18 febbraio.
“E il virus dell’influenza che ha causato la più mortale pandemia registrata, la pandemia influenzale spagnola del 1918, non ha nemmeno un sito di attivazione della furina”, dice Lijun Rong, un virologo dell’Università dell’Illinois a Chicago. Whittaker afferma che sono necessari studi su modelli cellulari o animali per testare la funzione del sito di attivazione. “I coronavirus sono imprevedibili e le buone ipotesi spesso si rivelano errate”, afferma. Il suo team sta attualmente testando come la rimozione o la modifica del sito influenzi la funzione della proteina spike.
Obiettivi farmacologici
Il team di Li sta anche esaminando molecole che potrebbero bloccare la furina, che potrebbero essere studiate come possibili terapie. Ma i loro progressi sono lenti a causa dell’epidemia. Li vive nel campus ed è attualmente l’unico membro in grado di accedere al laboratorio della sua squadra. Il gruppo di McLellan in Texas ha identificato un’altra caratteristica che potrebbe spiegare perché il nuovo coronavirus infetta le cellule umane con tanto successo. I loro esperimenti hanno dimostrato che la proteina spike si lega a un recettore sulle cellule umane – noto come enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2) – almeno dieci volte più strettamente rispetto alla proteina spike nel virus SARS.
Il team di Veesler ha anche scoperto che la proteina spike si lega con alta affinità al recettore ACE2, il che suggerisce che il recettore è un altro potenziale bersaglio per vaccini o terapie. Ad esempio, un farmaco che blocca il recettore potrebbe rendere più difficile l’ingresso del coronavirus nelle cellule.
