Un pezzo della proteina spike Sars-CoV-2 sensibile alle temperature

Secondo uno studio dell’Università dell’Illinois, una porzione della proteina spike funzionerebbe per Sars-CoV-2 da sensore dell’ambiente esterno, influenzando le sue modalità di trasmissione e sopravvivenza.

È stato uno dei primi sospetti su Sars-CoV-2, e oggi sono sempre di più le prove che spingono gli scienziati a ipotizzare che Covid-19 possa avere una natura stagionale. Non si tratta solo di intuito: un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Illinois, negli Stati Uniti, imputerebbe al presunto comportamento stagionale della pandemia diversi fattori, tra cui una regione molecolare che risiede proprio nella proteina spike, la “chiave di ingresso” necessaria affinché il coronavirus infetti le nostre cellule.

È quanto emerge dal lavoro pubblicato sulla rivista Methods in Microbiology: la proteina di Sars-CoV-2 presenterebbe alcune caratteristiche strutturali che la renderebbero più capace di penetrare nelle cellule a temperature basse. La scoperta potrebbe aiutare a prevedere mutazioni future e potenzialmente allo sviluppo di nuove terapie o di vaccini.

Influenza e raffreddore sono solo gli esempi più noti, ma molte malattie, soprattutto quelle virali, hanno un andamento stagionale, che si verifica una o più volte all’anno oppure una volta dopo un certo numero di anni. Questo comportamento dipende da una molteplicità di fattori, che comprendono sia quelli ambientali (tra cui le stagioni atmosferiche, il clima, la geografia dei luoghi coinvolti, il numero di individui suscettibili in una data popolazione) sia quelli intrinseci del virus o del batterio (quanto esso sia effettivamente patogeno, la sua fisiologia e il suo genoma).

Va da sé che comprendere le ragioni e le condizioni grazie a cui gli agenti microbici evolvono per diffondersi di più è considerata una sfida importante per il mantenimento della salute pubblica. Questo vale ancora di più in situazioni di emergenza come la pandemia di Covid-19: capire come Sars-cov-2 potrebbe comportarsi a determinate latitudini, stagioni o climi, è fondamentale per una gestione ottimale della situazione pandemica, oltre a suggerire interventi maggiormente mirati all’eliminazione del virus o alla prevenzione delle infezioni.

Effettivamente, fin dai primi mesi della pandemia, si è fatta avanti l’idea che Covid-19 avesse una certa stagionalità, in qualche modo simile a quella del raffreddore o dell’influenza. Ora, man mano che il tempo passa e che le ondate di infezioni si verificano con una cadenza temporale piuttosto prevedibile, diversi studi mettono in evidenza che anche la malattia da Sars-cov-2 potrebbe avere un andamento stagionale al pari di altre malattie respiratorie.

Come sempre la realtà è complessa e poco si presta a semplificazioni: i ricercatori dell’Università dell’Illinois hanno ipotizzato quali potessero essere i meccanismi a guidare la persistenza delle infezioni virali in determinati periodi dell’anno piuttosto che in altri. Gli studiosi suppongono che, alla base della sopravvivenza di Sars-CoV-2, ci siano relazioni fortemente interconnesse tra ambiente, fisiologia del virus stesso e comportamento della popolazione (per esempio, l’apertura e la chiusura delle scuole). In particolare, secondo i ricercatori, queste tre componenti si regolano tra loro: ciò sarebbe possibile grazie a un componente molecolare di Sars-CoV-2 che funzionerebbe da vero e proprio sensore ambientale e quindi anche come probabile responsabile della stagionalità del virus.

Si tratterebbe di una porzione della proteina spike di Sars-cov-2, responsabile di infettare le cellule e già obiettivo dei vaccini contro Covid-19. Spike, infatti, presenterebbe una particolare struttura proteica simile a quella di proteine ​​note come lectine, prodotte da tutti gli organismi viventi e che nella cellula sono a capo di numerose funzioni. Recentemente i ricercatori hanno scoperto che alcune di esse svolgono un ruolo nel rilevamento dei cambiamenti di temperatura nell’ambiente: in particolare qualche anno fa uno studio sui coralli ha evidenziato come un particolare tipo di lectine, chiamato galectina, funzionava poco con i cambiamenti di temperatura dell’ambiente circostante.

Analizzando decine di migliaia di genomi di Sars-CoV-2, i ricercatori hanno scoperto sulla proteina spike una struttura simile alla galectina: da qui l’ipotesi che questa porzione della proteina sia in grado di percepire le temperature esterne e, sia in grado – quando il termometro scende – di innescare un cambiamento nella conformazione di spike, facilitando l’ingresso del virus nelle cellule.

Non solo: i ricercatori hanno tenuto traccia delle mutazioni presenti nel genoma di Sars-cov-2 (che spesso si verificano nelle regioni responsabili dell’infettività e dei meccanismi di elusione del sistema immunitario) trovando che buona parte di esse fosse proprio a carico della porzione simile alla galectina. Questo ha consentito agli scienziati l’ipotesi di un modello stagionale di Covid-19, basato sul fatto che le mutazioni che portavano alle maggiori ondate di infezioni si verificassero durante l’inverno o in luoghi con clima fresco tutto l’anno.

“Il monitoraggio della prevalenza delle mutazioni in questa struttura durante la della pandemia ha portato all’identificazione di un modello stagionale dipendente dall’emisfero terrestre guidato da esplosioni di infezioni dovute a mutazioni. Queste esplosioni sono responsabili dell’ascesa di Delta e di nuove varianti virali – dice Gustavo Caetano-Anollés, autore senior dello studio -. La nostra è la prima proposta di un sensore virale che risponde ai modelli stagionali esterni dell’ambiente e della fisiologia. La struttura dovrebbe ora diventare un punto focale per la previsione, la mitigazione e il processo decisionale informato sulla salute pubblica”.

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