Scoperto il meccanismo dei coronavirus per eludere la sorveglianza immunitaria

 

 

ROBERTO COLONNA

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVII – 28 marzo 2020.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

I coronavirus (CoV) sono virus a RNA che possono emergere da riserve endemiche animali e infettare come zoonosi l’uomo, causando patologie con significativi tassi di mortalità. I CoV adottano strategie molecolari molto efficaci per invadere le cellule dell’organismo che li ospita, eludendo i dispositivi molecolari di sorveglianza, e questo spiega la facile diffusione del raffreddore comune causato da coronavirus[1]. Le migliaia di morti causati da SARS-CoV-2 rendono conto di quanto sia importante conoscere con precisione i meccanismi molecolari della capacità elusiva dei coronavirus al fine di trovare molecole in grado di disattivarli, agendo come farmaci efficaci nel prevenire o bloccare un’infezione in atto.

Le cellule umane, come quelle delle altre specie soggette a infezione, sono dotate di specifici sensori per il rilievo di virus con capacità invasiva. I coronavirus, come altre specie virali, hanno evoluto una risposta molecolare che consente loro di eludere il riconoscimento. In particolare, esprimono proteine capaci di interferire con le vie di rilevazione del sistema immunitario dell’organismo infettato: alcuni studi hanno accertato che una endoribonucleasi (EndoU) dei coronavirus specificamente ritarda l’attivazione del sistema di sensori delle cellule dell’organismo ospitante. Il particolare meccanismo adottato da questi virus, ossia lo specifico target della EndoU, era rimasto ignoto fino allo studio condotto da Matthew Hackbart, Xufang Deng e Susan C. Baker e proposto online prima della versione definitiva per la stampa lo scorso 20 marzo sul sito di Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America.

È superfluo sottolineare che questo meccanismo molecolare interessa anche per l’invasione del sistema nervoso centrale[2].

(Matthew Hackbart, Xufang Deng, Susan C. Baker, Coronavirus endoribonuclease targets viral polyuridine sequences to evade activating host sensors. Proceedings of the National Academy of Science USA – Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.1921485117, 2020).

La provenienza degli autori è la seguente: Department of Microbiology and Immunology, Stritch School of Medicine, Loyola University Chicago, Illinois (USA).

[Edited by Stanley Perlman, University of Iowa, Iowa City, IA (USA)].

Quando SARS-CoV-2 è stato isolato per la prima volta nella città di Wuhan in Cina, nel dicembre 2019, nessun virologo, nemmeno il più pessimista, poteva immaginare lo sviluppo della più grave pandemia degli anni recenti; e nessuno qui in Italia, quando si sono registrati i primi casi di COVID-19 dopo quelli cinesi, avrebbe immaginato che tre mesi dopo ci saremmo ritrovati reclusi in casa ad ascoltare notiziari quotidiani con numeri impressionanti di contagiati e morti.

L’OMS aveva dichiarato l’epidemia “un’emergenza di salute pubblica di estensione internazionale” il 30 gennaio del 2020. L’11 febbraio ha ufficialmente denominato la polmonite causata da questo virus con l’acronimo COVID-19 (dove “D” sta per disease); l’11 marzo, quando i dati pervenuti da tutto il mondo soddisfacevano i criteri, ha dichiarato pandemia l’infezione del 2020 da SARS-CoV-2. Fra gli elementi che hanno creato imprevedibilità, c’è che mai in precedenza un’infezione da coronavirus era diventata pandemica.

Oggi sappiamo che SARS-CoV-2 presenta una condivisione di sequenza ad elevata omologia con il virus dell’epidemia 2002/2003, ossia SARS-CoV, ed è noto che il virus va incontro a continue mutazioni e la polmonite acuta altamente letale che causa presenta sintomi simili a quelli riportati per la malattia da SARS-CoV e per l’epidemia da coronavirus sviluppata in Medioriente (MERS). Non sorprende la diffusione del contagio, ma l’alta percentuale di ammalati gravi e gravissimi con un tasso di mortalità altissimo fra anziani e affetti da altre patologie croniche o neoplastiche.

Gli sforzi terapeutici che si stanno compiendo, adoperando farmaci di parziale efficacia come il vecchio antimalarico clorochina e le associazioni di antivirali classici (lopinavir/ritonavir) o sperimentando l’anticorpo monoclonale tocilizumab, non sembrano costituire in questi giorni un argine sufficiente a contenere il dilagare impressionante della mortalità, per questo si attendono con impazienza i risultati della ricerca, anche se i tempi per giungere a farmaci e vaccini di impiego clinico non consentono di farsi troppe illusioni per il presente.

Circa due settimane fa è stato ottenuto l’anticorpo monoclonale neutralizzante SARS-CoV-2 da parte di Frank Grosveld e colleghi (vedi nelle Notule del 21-03-20) e questa settimana diamo notizia del vaccino (v. “Candidato vaccino contro SARS-CoV-2 realizzato dal gruppo del vaccino anti-MERS” in Notule del 28-03-20), in preparazione da parte di Sarah Gilbert, Andrew Pollard e colleghi dell’Università di Oxford, e presentiamo questo studio dal quale si evince la strategia di blocco della endonucleasi che impedisce il riconoscimento, purtroppo consapevoli che la produzione di farmaci basati su questa scoperta non riguarderà questa pandemia.

I CoV codificano una endoribonucleasi denominata EndoU che facilita l’evasione del riconoscimento da parte del recettore MDA5 (HPRR, da host pattern recognition receptor) ma, come si è detto in precedenza, lo specifico bersaglio molecolare dell’attività di EndoU fino ad oggi è rimasto sconosciuto. Matthew Hackbart, Xufang Deng e Susan C. Baker hanno scoperto che EndoU scinde le 5-poliuridine dall’RNA virale di senso negativo, definito PUN RNA, che è il prodotto della sintesi di RNA con poli-A per template. In altri termini, l’endonucleasi scinde una sequenza di poliuridina virale che, se integra, viene riconosciuta dai sensori immunitari della cellula ospite, precludendo l’infezione.

I tre ricercatori, impiegando un virus contenente una mutazione EndoU catalitica-inattiva, hanno rilevato una notevole abbondanza di PUN RNA citoplasmatico, in proporzioni rilevantemente maggiori di quelle reperite nel citoplasma delle cellule infettate da virus naturali.

In specifici esperimenti, la trasfezione di PUN RNA nelle cellule stimolava un’intensa risposta interferonica MDA5-dipendente, e la rimozione dell’estensione di poliuridina sull’RNA riduceva la risposta.

Nel loro insieme, i risultati di questo studio, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura integrale del testo del lavoro originale, rivelano che il PUN RNA è un pattern molecolare associato a patogeno (PAMP, da pathogen-associated molecular pattern) CoV MDA5-dipendente, e stabiliscono per l’attività di EndoU un meccanismo di scissione e limitazione di questo PAMP. Poiché l’attività di EndoU è altamente conservata in tutti i coronavirus, la sua inibizione potrebbe costituire un’efficace strategia terapeutica per la pandemia in atto e, in generale, per tutte le infezioni da questo tipo di ribovirus.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di studi di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Roberto Colonna

BM&L-28 marzo 2020

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Tra gli agenti eziologici più frequenti del raffreddore e di altre affezioni delle vie aeree superiori (URI, da upper respiratory infections), oltre i menzionati coronavirus, vi sono rinovirus, togavirus, arbovirus e adenovirus (particolarmente in età pediatrica). Si ricorda che il temuto virus respiratorio sinciziale (SRV), che causa una gravissima polmonite e bronchiolite nei primi anni di vita e talvolta polmonite nell’anziano, nell’adulto può determinare un semplice raffreddore.

[2] Si veda in proposito la nota di recensione pubblicata lo scorso 14-03-20.