(SARS-CoV-2-Immagine: chimici Matthew Macauley (a sinistra) e John Klassen hanno condotto una nuova ricerca che è tra le prime a dimostrare che il coronavirus SARS-CoV-2 utilizza gli zuccheri presenti sulla superficie delle cellule umane per entrare e infettare le cellule. Foto: Facoltà di Scienze, Università di Alberta; preso pre-COVID-19).
Gli zuccheri trovati sulla superficie delle cellule umane influenzano l’infezione da SARS-CoV-2, secondo uno studio condotto dall’Università di Alberta che è uno dei primi a osservare questa relazione e suggerisce che le cellule del cervello potrebbero essere particolarmente sensibili.
“L’idea è che il virus stia sfruttando o utilizzando i glicani dell’ospite o gli zuccheri dell’ospite, per ottenere l’accesso alle cellule”, ha affermato Matthew Macauley, Professore presso il Dipartimento di Chimica e cattedra di ricerca canadese in glicoimmunologia chimica. “Questa modalità di azione dell’ingresso virale non è senza precedenti”, ha affermato. “Quello che è una sorpresa, però, è che non è stato davvero rilevata”.
Questi zuccheri, noti come glicani, sono costituiti da acido sialico e da una classe di biomolecole essenziali per la struttura cellulare, l’accumulo di energia e la regolazione del sistema.
Macauley ha spiegato che fino al 50 per cento di tutti i virus che infettano le nostre cellule, il più noto dei quali è l’influenza, si legano agli zuccheri sui recettori cellulari per accedere e infettare la cellula.
“Questi zuccheri sui recettori cellulari è ciò che i virus sono bravi a sfruttare”, ha detto Macauley.
Lo studio è stato avviato da John Klassen, Professore di chimica presso la Facoltà di Scienze, il cui laboratorio ha sviluppato gli strumenti analitici per lo screening dei glicani. Nello specifico, Klassen e colleghi hanno utilizzato una tecnica di spettrometria di massa, chiamata catch-and-release, per studiare quali zuccheri interagiscono con la proteina spike di SARS-CoV-2.
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Successivamente, Macauley e collaboratori europei hanno iniziato ad applicare strumenti biologici per vedere se potevano dimostrare una correlazione tra la capacità delle proteine virali di riconoscere questi zuccheri e il ruolo che svolgono nel processo di infezione.
Il laboratorio di Macauley inizialmente ha condotto esperimenti con uno pseudovirus relativamente innocuo, incapace di replicarsi in laboratorio, armato della proteina spike di SARS-CoV-2. Dopo aver ottenuto risultati promettenti, il laboratorio del Professor Tom Hobman presso il Dipartimento di Biologia Cellulare della Facoltà di Medicina e Odontoiatria ha replicato i risultati sull’autentico SARS-CoV-2 in un appropriato contenimento della biosicurezza. I ricercatori hanno utilizzato strumenti di biologia chimica per modulare quegli zuccheri sulla superficie cellulare per studiare la capacità dei virus di entrare e infettare le cellule.
Sebbene i ricercatori abbiano dimostrato che la capacità del virus di infettare una cellula diminuisce da due a dieci volte quando viene bloccata la produzione di zuccheri sui recettori cellulari, Macauley ha suggerito che il processo non è abbastanza compreso per lo sviluppo immediato di una terapia. “Poiché SARS-CoV-2 è in continua evoluzione, una variante che si evolve con un’infezione più dipendente dallo zucchero sarebbe piuttosto preoccupante, ma le nostre conoscenze ci consentono di tenere d’occhio tale variante“, ha affermato.
Il documento propone anche che i particolari zuccheri che i ricercatori stavano studiando – i glicolipidi, che sono zuccheri attaccati ai lipidi (grassi) – si trovano nelle più alte concentrazioni in un’area in cui è stato recentemente dimostrato che il COVID-19 infetta: il cervello. Macauley ha affermato all’inizio di quest’anno che una serie di studi ha dimostrato che SARS-CoV-2 può raggiungere il cervello e infettare le cellule del sistema nervoso, compresi i neuroni. “Ipotizziamo che queste interazioni del virus con lo zucchero potrebbero riguardare quello che viene chiamato un tropismo tissutale, che sono le cellule dell’ospite che supportano l’infezione e la replicazione virale”.
I risultati dello studio supportano un lavoro simile di uno dei coautori del documento, Lori West, del Canada Research Chair in Cardiac Transplantation presso la Facoltà di Medicina e Odontoiatria, che sta cercando di capire perché le persone con gruppo sanguigno A sono più suscettibili di ottenere COVID-19 e sono più suscettibili a un tipo più grave di infezione.
Ora, con l’accesso alle varianti di interesse, Klassen ha affermato che il team sta esplorando se le varianti hanno tutte proprietà di legame con lo zucchero simili o se queste mutazioni stanno effettivamente portando a cambiamenti nella loro capacità di riconoscere strutture specifiche.
Fonte: Università di Alberta