Uno studio frutto delle collaborazioni internazionali del Cnr scopre il meccanismo di infezione del Sars-CoV-2
Il calcio gioca un ruolo fondamentale per consentire al Sars-CoV-2 di infettare le cellule.
Il nuovo passo avanti nella conoscenza del coronavirus è stato reso possibile dallo studio internazionale che ha portato alla scoperta di quel che succede nel corpo umano quando il coronavirus lo attacca. E sapere come avviene la fusione cellulare che porta al Covid è fondamentale al punto da aver meritato la copertina dell’importante Journal of the American Chemical Society.
“Questi dati, oltre a essere interessanti nel contesto dell’attuale pandemia di Covid-19, forniscono un quadro interdisciplinare per future indagini sui meccanismi di fusione eucariotica e virale” commenta Daniela Russo del l’Istituto officina dei materiali del Consiglio Nazionale delle Ricerche, che ha lavorato in collaborazione con l’Istituto Laue Langevin di Grenoble, l’Università di Cambridge e l’Australian National Deuteration Facility.
Il ruolo del calcio nell’infezione da Covid
“In presenza di calcio – prosegue Russo – la regione di fusione N-terminale si arpiona attraverso il doppio strato lipidico. La membrana viene destabilizzata e resa più fluida, avviando la fusione in cui i lipidi della membrana virale e della membrana ospite iniziano a mescolarsi”.
Uscendo dal linguaggio tecnico, il calcio, presente a livelli elevati nella membrana plasmatica, è cioè coinvolto in maniera fondamentale nel processo di aggancio degli amminoacidi del virus con la struttura della cellula, che porta allo sviluppo dell’infezione.
La conferma arriva dal fatto, aggiunge la ricercatrice, che “rimuovendo il calcio, il peptide di fusione N-terminale cambia posizione e si colloca meno in profondità nella membrana, dove funziona in modo molto più simile agli altri peptidi di fusione studiati, fungendo cioè da ponte tra l’ospite e la membrana virale. Secondo questi risultati, i livelli di calcio intracellulare possono quindi fornire un’indicazione di dove e come le membrane virali e dell’ospite si fondono durante l’infezione da Sars-CoV-2”.
Lo studio
Il virus che provoca il Covid appartiene ai cosiddetti “beta-coronavirus”, un gruppo di agenti patogeni a Rna ben conosciuti e altamente contagiosi, in grado di causare malattie respiratorie anche gravi. “Nonostante faccia parte di una famiglia già nota di virus – ricorda Daniela Russo – non si era però ancora compreso il meccanismo con cui Sars-CoV-2 infetta le cellule umane”. Per arrivare al risultato, gli studiosi hanno riprodotto, semplificandolo fino agli elementi principali, il sistema alla base del meccanismo di infezione.
In tal modo, è stato possibile analizzare questi elementi mediante la spettroscopia di diffusione di neutroni (scattering) per approfondire nel dettaglio le interazioni tra la proteina virale e la membrana cellulare, analizzando gli effetti sulla struttura della membrana e la dinamica a scala molecolare di questa interazione.
Al centro della ricerca, la proteina Spike del virus, di cui è stata identificata la sequenza proteica precisa coinvolta nel processo di fusione, cioè quella responsabile del processo con cui il virus riesce a penetrare e infettare l’organismo.
Il meccanismo di fusione cellulare del Sars-CoV-2
“La proteina Spike – spiega Russo – può mediare l’ingresso cellulare tramite fusione diretta sulla membrana plasmatica o sulla membrana endosomiale, dove i livelli di calcio sono inferiori”.
Grazie alle strutture dell’ILL di Grenoble, è stato possibile dunque determinare i meccanismi molecolari dell’infettività.
“E si è effettivamente compreso – aggiunge Francesca Natali del Cnr-Iom – che i diversi segmenti del peptide di fusione della Sars-COV-2 Spike assumono diverse funzioni nelle fasi di fusione e infezione”.
Alberto Minazzi
