Covid-19: ecco come il virus SARS-CoV-2 entra nelle cellule. Cosa può fare adesso la ricerca? Molto più di un vaccino.

La prevenzione è il metodo migliore per combattere le infezioni virali e viene effettuata vaccinando la popolazione. Quando parliamo di vaccini, è fondamentale che la copertura sia la più alta possibile, per prevenire la diffusione dell’infezione. La prevenzione è così importante perché per molte infezioni virali non esiste una cura. La maggior parte di esse non sono né letali né gravi, e le malattie sono auto-limitanti. Ciò significa che l’organismo è in grado di sconfiggere il virus da solo. L’unico aiuto arriva da antidolorifici e antipiretici, come l’ibuprofene o il paracetamolo, che comunque non combattono direttamente il virus.

Perché è così importante prevenire la diffusione dei virus? Perché esistono alcune categorie a rischio, come gli anziani e le persone immunodepresse o con altre patologie, le quali potrebbero rendere l’infezione virale più grave e potenzialmente letale.

Allora perché non ci sono trattamenti oltre la prevenzione? Esistono trattamenti per alcune patologie, come l’epatite C, ma non per molte altre. Questo perché è difficile creare farmaci che colpiscano direttamente i virus, mentre è più facile sviluppare quelli che si limitano a curare i sintomi dell’infezione. I virus sono diversi dai batteri e da altri agenti patogeni (come i funghi), sia dal punto di vista strutturale che nel modo di agire. I virus non hanno un nucleo o una parete cellulare che potrebbe fungere da bersaglio di un farmaco. Inoltre, sopravvivono replicandosi all’interno della cellula ospite, sfruttando gli strumenti che la cellula offre. In questo modo si nascondono dal sistema immunitario. Una cellula infettata da un virus è come un aereo dirottato. Comunque le cellule hanno escogitato qualche metodo per inviare un SOS in caso di infezione:

  1. come un passeggero dell’aereo può segretamente scattare una foto al dirottatore e inviarla alla polizia, la cellula può esporre sulla sua superficie pezzi del virus, così che le cellule del sistema immunitario possano entrare in azione;
  2. in alternativa, la cellula stessa può iniziare una ribellione “interna” rilasciando interferone, che ostacola la replicazione del virus;
  3. gli anticorpi fungono da guardiani che annientano le particelle virali che circolano nell’organismo.

Nei primi due casi, il risultato è la distruzione della cellula infetta, non essendo possibile eliminare il virus in un altro modo.

Quando si cerca una terapia specifica per un virus, bisogna studiare nel dettaglio il suo meccanismo d’azione. I potenziali bersagli sono il modo in cui il virus entra nella cellula, il processo di replicazione e l’assemblaggio delle nuove particelle virali all’interno della cellula ospite. Se sappiamo quale molecola sulla superficie cellulare viene sfruttata dal virus per entrare nella cellula, è possibile prevenire tale interazione, limitando quindi l’infezione. Allo stesso modo è possibile ostacolare la replicazione e la proliferazione del virus. Ogni virus agisce in modo diverso, quindi i risultati sono generalmente virus-specifici. Ad esempio, grazie a queste strategie, è stato possibile sviluppare terapie contro l’HIV, che hanno allungato notevolmente la durata della vita delle persone sieropositive.

Qual è lo stato attuale della ricerca sul SARS-CoV-2 (che causa la malattia Covid-19), il famigerato coronavirus che sta infettando il mondo?

Di recente, un articolo pubblicato su Cell da Hoffmann e colleghi ha rivelato il meccanismo attraverso il quale il virus entra nella cellula. Analogamente ai virus di SARS e MERS, la proteina Spike sulla superficie del virus si lega a un recettore della membrana cellulare chiamato ACE2. Il passaggio successivo, necessario per consentire al virus di entrare nella cellula, è l’attivazione della proteina Spike, che viene eseguita da una proteina cellulare chiamata TMPRSS2. La buona notizia è che un farmaco già noto, che blocca l’azione di TMPRSS2, ha dimostrato di impedire al virus di entrare nelle cellule. Questa scoperta è rilevante per un potenziale studio clinico.

Lo studio del meccanismo d’azione di SARS-CoV-2 consente di capire quali altri virus agiscono in modo simile, ad esempio nel modo di replicarsi. In questo modo, i farmaci già testati per questi virus, simili e più studiati (nel caso specifico, i virus responsabili di SARS e MERS), potrebbero essere testati anche per SARS-CoV-2.

Un’altra strategia per sviluppare un farmaco contro SARS-CoV-2 consiste nella previsione della struttura delle sue proteine. Ogni organismo contiene nel proprio genoma le istruzioni necessarie per costruire le proteine di cui ha bisogno. Al giorno d’oggi, abbiamo abbastanza conoscenze per ipotizzare (con risultati abbastanza buoni) la struttura di una proteina, a partire dal genoma che contiene le relative istruzioni. Pertanto, l’isolamento del genoma di SARS-CoV-2 consente di ipotizzare la struttura delle sue proteine. Non è ancora possibile osservare la loro struttura reale, poiché le tecniche impiegate richiedono diversi mesi di ottimizzazione, essendo estremamente sensibili. Nel frattempo, l’intelligenza artificiale viene sfruttata per ipotizzare la struttura più plausibile. Jumper e colleghi hanno rivelato su Nature di essere riusciti ad elaborare la plausibile struttura della proteina Spike, che è necessaria per permettere al virus di entrare nella cellula. Questo, insieme ai risultati di Hoffmann, fornisce un ottimo inizio per la ricerca di una terapia mirata efficace contro SARS-CoV-2.

Fonti

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30229-4?utm_medium=homepage

John Jumper, Kathryn Tunyasuvunakool, Pushmeet Kohli, Demis Hassabis, and the AlphaFold Team, “Computational predictions of protein structures associated with COVID-19”, DeepMind website, 5 March 2020, https://deepmind.com/research/open-source/computational-predictions-of-protein-structures-associated-with-COVID-19

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