Covid-19: come penetra nell'organismo e lo sfrutta per replicarsi

Credo che ormai sul Covid-19 si sia detto molto e si continuino a ripetere modalità di contagio, diffusione, numeri e altro. 

Per chi invece volesse approfondire scientificamente l'argomento, troverà in questo post  le modalità con le quali il virus causa l'infezione (e le patologie correlate) all'organismo umano. I meccanismi sono incredibilmente evoluti e specifici e solo colpendo le fasi vitali del virus , sarà possibile sconfiggerlo con i farmaci o mettere a punto un vaccino efficace.

Scienziati cinesi hanno scoperto, grazie a tecniche innovative, come il coronavirus Covid-19 penetra nelle cellule umane. La ricerca scientifica, pubblicata su Science ed effettuata da studiosi della Westlake University e Tsinghua University, ha evidenziato il modo in cui il virus “apre” le pareti della cellula per infettarla, ovvero come particolari proteine virali vengano usate come “grimaldello” legandosi a dei recettori specifici sulla superficie cellulare per “forzarla” ed entrarvi.

Per effettuare la scoperta, che permetterà di capire i meccanismi infettanti di Covid-19 quindi di trovare adeguate terapie curative e soprattutto un vaccino, i ricercatori cinesi hanno utilizzato una nuova tecnologia: la microscopia elettronica criogenica (Cryo-EM), una tecnica rivoluzionaria per la visione delle molecole in 3D ed i suoi inventori, Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson, sono stati insigniti del premio Nobel per la Chimica nel 2017.

La mappatura in 3D ha riprodotto in dettaglio la struttura, del virus ed in particolare di una delle proteine che si trovano sulla superficie del virus, chiamate “spike” (punta o spina) e che funzionano come minuscoli “grimaldelli” che permettono a Covid-19 di scardinare le porte d’ingresso delle cellule del sistema respiratorio umano per penetrare al loro interno e moltiplicarsi.

Un virus, infatti, per sopravvivere e moltiplicarsi ha bisogno di altre cellule, tanto che viene definito come un “organismo parassitario”, e una volta entrato nel corpo dell’ospite si mette alla ricerca della sua cellula bersaglio (quelle polmonari nel caso di Covid-19), per poi cercare di entrarci con un meccanismo chiamato “adsorbimento”. Successivamente il virus penetra nella cellula e avviene la “spoliazione” (uncoating) che “mette a nudo” il suo codice genetico che, utilizzando altre parti di Dna cellulare, serve per la sua replicazione e quindi per la sintesi delle componenti virali. Dopodiché avviene l’assemblaggio di queste componenti, che vanno a creare un nuovo virus, e l’uscita dalla cellula, propagando l’infezione a quelle circostanti.

Le modalità di adsorbimento, che sono quelle scoperte dagli scienziati cinesi, avvengono tra delle protuberanze (gli spike) denominati antirecettori virali o Vap (Viral Attachment Protein) che si legano a dei recettori cellulari posti sulla membrana citoplasmatica. I recettori cellulari sono molecole normalmente presenti sulla superficie delle cellule e parte dell’antirecettore virale assomiglia alla forma chimica del ligando cellulare, in modo da “ingannarlo” e aprire la barriera del citoplasma. Le caratteristiche del recettore determinano lo spettro d’ospite, quali cellule possono essere infettate e la caratteristiche della malattia.

Successivamente, e quasi istantaneamente, avviene la penetrazione che si verifica a 37 gradi. Curiosamente l’adsorbimento avviene anche su cellule morte o porzioni isolate di membrana. Il virus penetra con modalità diverse, che dipendono dalla sua morfologia che può essere a capside (la parte che contiene le informazioni genetiche) nudo o con inviluppo.

Tornando allo studio scientifico in esame, i ricercatori cinesi hanno scoperto che le protuberanze del virus, gli antirecettori, denominate glicoproteine S, si legano ai recettori cellulari chiamati Angiotensin-Converting Enzyme 2 (Ace2), in italiano enzima convertitore di angiotensina 2.

Covid-19 è stato osservato legarsi ai recettori Ace2 tramite le proteine S sulla sua superficie. Durante l’adsorbimento la proteina S si divide in due subunità, chiamate S1 ed S2. S1 contiene i recettori Rbd (Receptor Binding Domain) che permettono al coronavirus di legarsi direttamente al Pd (Peptidase Domain) del recettore Ace2. S2 interviene solo successivamente durante la fusione delle membrane.

Questo meccanismo, ed in particolare queste strutture, non erano stati precedentemente identificati e sono fondamentali per produrre degli antivirali o un vaccino che possa fermare l’infezione del coronavirus andando a colpire e bloccare i recettori cellulari Ace2: se i recettori sono bloccati, il virus non può entrare e diffondersi.

Aggiungo che i recettori Ace2, negli ipertesi, sono aumentati dai farmaci Ace inibitori e sartani. Questo spiega come nei pazienti con ipertensione, l' infezione da Covid-19 abbia un'incidenza maggiore e una prognosi sfavorevole. 

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