I ricercatori dell’ETH di Zurigo e dell’Università di Berna hanno scoperto il meccanismo mediante il quale il coronavirus manipola le cellule umane per garantire la propria replicazione. Questa scoperta aiuterà a sviluppare farmaci e vaccini utili ad arrestare l’avanzata del coronavirus. Proprio come un pirata che dirotta una nave, un virus prende il controllo di una cellula infetta: questo perchè ogni virus dipende dalle risorse della cellula, che sfrutta per moltiplicarsi. Questo vale, naturalmente, anche per Sars-Cov-2, il virus che causa la sindrome Covid-19.
I ricercatori dell’ETH di Zurigo e dell’Università di Berna hanno quindi scoperto un meccanismo che il coronavirus utilizza per favorire la produzione delle sue proteine, a scapito di quelle della cellula. Questo meccanismo porta le cellule a ridurre notevolmente la produzione di proteine proprie, producendo invece quasi solo proteine virali. Questo non solo aumenta la produzione di nuovi virus, ma inibisce anche la risposta immunitaria contro l’infezione dovuta al virus.
Risultati simili erano già emersi da precedenti studi su altri coronavirus
Dopo che il virus è entrato in una cellula umana, durante un’infezione da Sars-Cov-2, la proteina virale NSP1 viene prodotta come una delle prime proteine virali. Era già noto dallo studio di altri coronavirus che NSP1 è in grado di inibire la produzione delle proteine della cellula, ma non era ancora chiaro come ciò avvenisse. I gruppi che hanno collaborato dell’ETH di Zurigo e dell’Università di Berna hanno infatti scoperto come NSP1 inibisce la produzione di proteine cellulari. I “colpevoli” sono i ribosomi sono, che producono proteine.
I ribosomi infatti “leggono il progetto“, il cosiddetto RNA messaggero, per una data proteina e assemblano gli amminoacidi nell’ordine corrispondente. Durante la lettura, l’RNA messaggero passa attraverso un canale sul ribosoma e i ricercatori intendono dimostrare che NSP1 si lega proprio a questo canale, bloccando il ribosoma. Utilizzando la microscopia crioelettronica, il sito di legame di NSP1 nel canale ribosomiale potrebbe essere meglio definito a risoluzione atomica.
La chiave potrebbe essere il funzionamento della proteina NSP1
“Questa immagine dettagliata fornisce informazioni importanti per la potenziale progettazione di un farmaco in grado di prevenire il legame NSP1, senza interferire con la funzione ribosomiale. Se NSP1 non può più interagire con il ribosoma, si consente l’attivazione dei sistemi di difesa cellulare, che possono fermare la replicazione virale“, spiega Nenad Ban, professore di biologia molecolare all’ETH di Zurigo e coautore dello studio. I ricercatori sono poi stati in grado di dimostrare che la sola NSP1 è sufficiente per inibire la produzione di proteine e di produrre varianti di NSP1 modificate, prive del loro effetto inibitorio.
In questo modo, agenti patogeni come il coronavirus Sars-Cov-2 che presentano tali varianti inattive della proteina NSP1 potrebbero essere talmente indeboliti da non poter più causare malattie gravi. Tali “virus attenuati” potrebbero poi potenzialmente essere utilizzati come vaccino, un principio su cui si basano già molte altre vaccinazioni contro le malattie virali. I ricercatori erano anche interessati al perchè le proteine virali siano prodotte in grandi quantità nonostante l’inibizione della funzione ribosomiale da parte di NSP1: “Con il blocco di NSP1, l’RNA virale può costituire quasi la metà dell’RNA totale nella cellula. In queste condizioni, l’RNA virale viene letto preferenzialmente dai ribosomi ancora funzionali rispetto a quello della cellula“, spiega Oliver Muhlemann, professore di biochimica all’Università di Berna e coautore dello studio.
