Identificato per la prima volta alla fine del 2019, il nuovo coronavirus SARS-CoV-2 si è poi diffuso in tutto il mondo, portando alla pandemia COVID-19 che ha colpito milioni di persone. Mentre i Paesi sono alle prese con le conseguenze sanitarie, sociali ed economiche, gli scienziati di tutto il mondo lavorano instancabilmente per comprendere meglio il virus e sviluppare trattamenti e vaccini efficaci.
In un recente studio, i ricercatori dell’EPFL hanno rivelato l’esistenza di un nuovo meccanismo con cui il SARS-CoV-2 aumenta la sua infettività. Lo studio si concentra sulla famosa proteina Spike del virus, che gli permette di penetrare nelle cellule umane e infettarle.
Pubblicata sulla rivista Nature Communications, la ricerca è stata condotta da Francisco S. Mesquita e Laurence Abrami del team di Gisou van der Groot presso la Facoltà di Scienze della Vita dell’EPFL.
Quando infetta un ospite, il SARS-CoV-2 manipola la sua funzione cellulare per modificare un enzima che aumenta la capacità della proteina Spike di invadere altre cellule. Questo enzima, abbreviato in ZDHHC20, normalmente etichetta le proteine con una piccola molecola grassa che ne altera la funzione.
Ma durante l’infezione, il virus prende il controllo dell’enzima ZDHHC20. Nel nostro lavoro precedente abbiamo scoperto l’enzima che modifica la proteina Spike della SARS-CoV-2, aggiungendovi lipidi, essenziali per la fusione del virus con le cellule bersaglio", spiega Gisou van der Goot. Oggi abbiamo dimostrato che il virus innesca effettivamente un’ottimizzazione dell’enzima inducendo un cambiamento nella trascrizione del suo gene".
Analizzando gli effetti del SARS-CoV-2 sul gene(zdhhc20), i ricercatori hanno notato che il virus innesca un cambiamento nel sito di inizio della trascrizione, cioè la parte di un gene in cui inizia il processo di "lettura" per trasformarlo in una proteina.
Studiando le cellule in laboratorio e gli organismi viventi, hanno confermato che questo "cambiamento di trascrizione" produce un enzima con 67 aminoacidi in più. Ciò è sufficiente per aumentare di 37 volte la sua attività di aggiunta di lipidi alla proteina Spike, con un conseguente forte aumento dell’infettività virale.
Il team ha inoltre utilizzato l’etichettatura metabolica, il Western blotting e l’immunofluorescenza per visualizzare e quantificare le proteine e ottenere una panoramica della strategia di manipolazione del virus.
Approfondendo l’indagine, i ricercatori hanno scoperto che questo cambiamento nel sito di inizio trascrizionale dei geni sembra essere qualcosa che le cellule fanno normalmente in risposta a stress o difficoltà - nel caso dello studio, colite indotta chimicamente. Ciò significa che il SARS-CoV-2 dirotta una via di risposta al danno cellulare preesistente per generare virus più infettivi.
Questa scoperta evidenzia la strategia utilizzata dal SARS-CoV-2 per aumentare la sua infettività, fornendo un modello per potenziali trattamenti, e suggerisce che altri virus potrebbero utilizzare strategie simili per cooptare le difese dell’ospite. Inoltre, i risultati indicano che la risposta cellulare utilizzata dal virus potrebbe essere una reazione generale a vari stress, estendendo le conclusioni dello studio oltre l’infezione virale.
