Gli scienziati dell’Indian Institute of Science Education and Research (IISER) di Calcutta hanno decodificato le varie strutture dinamiche della proteina spike, le sporgenze sul virus Covid-19 che lo aiutano a infettare le cellule umane. La ricerca, dicono gli scienziati, può servire come “ricetta” per gli sviluppatori di vaccini Covid-19.
La maggior parte dei vaccini sviluppati in tutto il mondo funziona su un semplice principio di base: esporre il corpo alla proteina spike – che costituisce le sporgenze viste sulla superficie esterna del nuovo coronavirus – per ingannare il corpo facendogli credere di essere stato attaccato da un patogeno e quindi innescare una risposta immunitaria.
Per questo motivo, la struttura 3D della proteina spike è stata una delle prime ad essere completamente studiata e caratterizzata, e anche adesso i ricercatori stanno cercando di imparare il più possibile sulle proteine spike di SARS-CoV-2.
La svolta dell’IISER
La stabilità di ogni struttura biomolecolare è governata da un parametro chiamato ‘energia libera’ che è fondamentale per capire come la molecola reagirà con l’ambiente circostante. Ciò che gli scienziati dell’IISER di Kolkata hanno fatto è descrivere questo profilo di energia libera per diverse strutture della proteina spike SARS-CoV-2.
Susmita Roy, assistente professore di IISER – Kolkata, ha riferito che le proteine spike sono costituite da tre catene intrecciate di amminoacidi, sostanzialmente i mattoni delle proteine. Le interazioni tra queste catene provocano una serie di dinamiche davvero uniche all’interno delle proteine spike, che Roy descrive come la “danza della proteina spike”. Queste interazioni possono far sì che le estremità superiori di ciascuna catena di amminoacidi si dispieghino in una posizione “su” o si pieghino in una posizione “giù”. Il continuo passaggio dalle posizioni in alto a quelle in basso costituisce la “danza”.
In uno studio pubblicato su The Journal of Physical Chemistry Letters , il team ha identificato gli stati in cui è più probabile che le proteine spike aiutino il Covid-19 ad agganciarsi per ospitare cellule umane. “Quando le catene sono verso l’alto, sono più esposte, il che le aiuta a trovare e legarsi ai recettori delle cellule ospiti”, ha detto Roy.
Secondo i ricercatori, questi stati innescano la risposta immunitaria del corpo umano e quindi comprenderli può aiutare a progettare vaccini che inducono una migliore risposta immunitaria. Il team ha utilizzato i dati esistenti sulla struttura della proteina spike per trovare l’‘energia libera’ associata alle diverse strutture e ha determinato quali strutture portano a una maggiore affinità verso i recettori ACE2, l’enzima con cui la proteina spike si lega per entrare in cellule umane.
“Nel nostro studio, abbiamo trovato tutti i possibili insiemi strutturali nelle proteine spike. Abbiamo scoperto che quando una o due catene sono attive, i recettori ACE2 possono legarsi molto bene “, ha detto Roy.
