Un quadro più chiaro sul processo di infezione da coronavirus per trattamenti migliori in futuro
I 3,5 milioni di decessi causati dalla pandemia di COVID-19 a livello globale evidenziano la necessità di terapie migliori. Tuttavia, in che modo possono essere sviluppati farmaci efficaci senza una comprensione approfondita di cosa accade esattamente quando il virus SARS-CoV-2 infetta una cellula ospite? Per rispondere a questa necessità, alcuni scienziati provenienti da Germania e Svizzera si sono prefissi di delineare un quadro più completo del processo di infezione del virus. I ricercatori hanno esaminato le funzioni e le interazioni molecolari delle proteine virali attraverso una proteomica all’avanguardia (lo studio su larga scala di tutte le proteine espresse da una cellula, un tessuto o un organismo). Grazie al sostegno del progetto ProDAP, finanziato dall’UE, sono stati in grado di documentare l’interazione dei coronavirus SARS-CoV e SARS-CoV-2, strettamente correlati, con una cellula a cinque differenti livelli proteomici. I risultati della ricerca sono stati pubblicati all’interno della rivista «Nature». Sotto l’egida del prof. Andreas Pichlmair del Politecnico di Monaco di Baviera, che ha ospitato il progetto ProDAP, e del prof. Matthias Mann dell’Istituto Max Planck di biochimica in Germania, il team di ricerca ha delineato il profilo degli interattomi di SARS-CoV e SARS-CoV-2. In seguito, ha proseguito rilevando il modo in cui queste interazioni molecolari condizionano il trascrittoma, il proteoma, il fosfoproteoma e l’ubiquitinoma delle cellule polmonari umane.
Studiare le interazioni tra proteine virali e ospiti
Quando un virus infetta una cellula ospite, le proteine sulla superficie del virus si legano a specifiche proteine recettori sulla superficie delle cellule umane. Coadiuvati da tecniche avanzate di spettrometria di massa e dall’analisi bioinformatica, gli scienziati hanno creato un set di dati che fornisce informazioni sulle proteine cellulari cui si legano le proteine virali, nonché sul modo in cui tali interazioni condizionano le cellule ospiti. Secondo un comunicato di «EurekAlert!», sono state scoperte in totale 1 484 interazioni tra le proteine virali e le proteine cellulari umane. «Tuttavia, se avessimo analizzato solo le proteine, avremmo perso informazioni importanti», ha osservato il prof. Pichlmair nel medesimo articolo. «Un database che include solo il proteoma sarebbe come una mappa che riporta solo i nomi delle località, ma non le strade o i fiumi. Se fossimo a conoscenza delle connessioni tra i punti su questa mappa, otterremmo informazioni molto più utili», ha proseguito con la spiegazione. La ricerca ha condotto a maggiori approfondimenti su come il SARS-CoV-2 condizioni le diverse funzioni. Ad esempio, è stato rilevato che l’autofagia, il modo in cui il corpo elimina le componenti danneggiate di una cellula, è specificatamente disregolata dalla proteina ORF3 del virus SARS-CoV-2. Il percorso del fattore di crescita trasformante beta (TGF-β, Transforming Growth Factor Beta), una proteina che svolge un ruolo cruciale nella regolazione di molti processi cellulari, è disregolato da ORF8, un’altra proteina di SARS-CoV-2. «Finora, non sono presenti mappature paragonabili per il virus SARS-CoV-2», ha affermato il prof. Mann.
Prossime fasi
Gli scienziati stanno attualmente studiando nuovi farmaci candidati per la COVID-19, identificati attraverso le loro analisi. Il prof. Pichlmair ha osservato: «Stiamo inoltre sviluppando un sistema di punteggio per l’identificazione automatica dei punti critici. Sono convinto che set di dati dettagliati e metodi avanzati di analisi ci consentiranno in futuro di sviluppare farmaci efficaci in modo più mirato e di limitare gli effetti collaterali in anticipo». Il progetto ProDAP (Protein Dynamics in Antiviral Processes), della durata di cinque anni, si concluderà a marzo 2024. Per maggiori informazioni, consultare: progetto ProDAP
Parole chiave
ProDAP, COVID-19, coronavirus, SARS-CoV, proteina, cellula
