I dati numerici a volte rivelano fatti altrimenti nascosti in un assalto di informazioni da un numero schiacciante di fonti. Il prof. Ron Milo e lo studente di ricerca Yinon Bar-On del Weizmann Institute, insieme ai colleghi americani il prof. Rob Phillips di Caltech e il dott. Avi Flamholz dell’Università della California, Berkeley, hanno ora impiegato un metodo di ricerca originale per organizzare l’alluvione delle informazioni sul coronavirus in un quadro ordinato. Gli scienziati hanno esaminato centinaia di studi in tutto il mondo. La prima fase del progetto ha richiesto agli scienziati di comprendere i diversi metodi di misurazione e stima in modo da poter coordinare e tradurre tutti i risultati nella stessa “lingua” – un compito complesso che richiede grande cura. L’esperienza degli scienziati li ha aiutati in questo compito, poiché hanno tradotto e consolidato una vasta gamma di dati e scoperte che hanno accumulato in studi precedenti: il numero di cellule nel corpo umano, la distribuzione di biomassa sulla Terra e altro ancora. (ad esempio, si può consultare: http://book.bionumbers.org/.) La ricerca è stata accelerata fino alla pubblicazione sulla rivista eLife. Una delle scoperte interessanti evidenziate dai dati raccolti è la somiglianza tra il genoma del coronavirus e il genoma di altri virus.
Ad esempio, il genoma del nuovo coronavirus è:
96% identico a un genoma del coronavirus che infetta i pipistrelli
91% identico a un genoma del coronavirus che infetta i pangolini
80% identico al virus SARS scoppiato circa vent’anni fa
55% identico al virus MERS che è scoppiato otto anni fa
50% identico al coronavirus che causa “raffreddori comuni”
Gli scienziati presentano anche dati numerici sull’attaccamento del coronavirus a vari organi del corpo (bronchi, polmoni, diversi tipi di cellule e altro). Lo studio presenta il numero di copie e altre caratteristiche quantitative degli “obiettivi” del virus, che sono rilevanti per lo sviluppo di vaccini e prodotti farmaceutici che bloccano la capacità del virus di aderire e penetrare in una cellula umana. Un’ulteriore parte della ricerca del team riguarda il tasso di accumulo delle mutazioni del virus. Questo valore è legato alla possibilità (rischio) che il virus ignori i vaccini sviluppati contro di esso – e ritorni ad attaccare l’uomo: il tasso di accumulo di mutazione del coronavirus è relativamente lento rispetto ai virus dell’influenza.
Una nuova ricerca di scienziati dell’Università di Bristol che hanno sequenziato il genoma del virus SARS-CoV-2, rivela invece alcuni risultati significativi che potrebbero aiutare i ricercatori a lavorare sulla diffusione dei vaccini. Lo studio è stato pubblicato online sul sito di prestampa bioRxiv nell’aprile 2020. I ricercatori della School of Cellular and Molecular Medicine di Bristol hanno coltivato il virus vivo sia in scimmie che cellule umane in condizioni di laboratorio controllate. Hanno mirato a identificare come il virus manipola i processi cellulari per produrre copie di RNA del genoma virale, al fine di generare proteine virali. Questi possono essere assemblati per formare nuove particelle virali o, in alcuni casi, inibire la risposta immunitaria dell’ospite. Hanno anche esaminato i cambiamenti genomici nel virus durante la coltura. Gli scienziati hanno scoperto che durante la crescita del virus all’interno delle cellule di scimmia in coltura di laboratorio, la proteina della superficie virale ha subito alterazioni significative. Ciò era dovuto a un cambiamento, una delezione in-frame di 24 nt, nella trascrizione dell’RNA che codificava per questa proteina, chiamata glicoproteina spike o glicoproteina S. Si ritiene che questa cancellazione sia responsabile della rimozione di un sito di “taglio” di questa glicoproteina, che lo divide nelle sue subunità funzionali nel momento in cui il virus entra o esce dalla cellula.
È quindi essenziale per consentire al virus di entrare nella cellula ospite, ridurre la sua capacità di causare malattie e viene studiato come bersaglio virale per il sistema immunitario umano, per aiutarlo a contrastare l’attacco virale. I ricercatori hanno anche scoperto che molte delle proteine virali erano fosforilate o modificate dall’aggiunta di gruppi fosfato. Ciò ha causato un cambiamento nel funzionamento della proteina virale. Questa informazione può essere utili per identificare il tipo di farmaci che inibiscono l’attività virale e aiutano a trattare l’infezione. Alcuni farmaci esistenti che sono stati approvati per altre condizioni mediche sono noti per agire modificando il modello di fosforilazione su determinate proteine. I ricercatori stanno esaminando se questi farmaci possono essere utilizzati per inibire la replicazione virale alterando la loro fosforilazione. Due di questi, recentemente recensiti da esperti per il trattamento COVID-19 sono tofacitinib e ruxolitinib, che prevengono la “tempesta di citochine” indotta dal coronavirus. Questi risultati potrebbero aiutare gli scienziati a lavorare sui vaccini contro COVID-19 e coloro che sono alla ricerca di anticorpi sintetici per il salvataggio di pazienti con infezioni gravi. Ad esempio, quando il virus viene coltivato su larga scala, come in una fabbrica di colture cellulari, la glicoproteina “spike” potrebbe subire alterazioni.
Lo studio, pertanto, aiuterà la ricerca globale identificando come la coltura del virus di laboratorio provoca cambiamenti nel virus rispetto al virus “selvatico” trovato nelle persone. E nel frattempo si spera che il povero pangolino possa finalmente “tornare in libertà” dalla prigionia degli attacchi mediatici ingiustificati.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD; specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Bar-On YM, Flamholz A, Phillips R, Milo R. Elife 2020 Mar 31; 9.
Cagliani R, Forni D, Clerici M, Sironi M. J Virology 2020 Apr 1.
https://www.bristol.ac.uk/news/2020/april/uk-genome-analysis.html
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.22.002204v1
Dott. Gianfrancesco Cormaci
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