SARS-CoV-2, recettori del virus presenti in un’ampia varietà di cellule umane: il report di The Scientist

Quando il virus SARS-CoV-2 penetra nel corpo umano, si “rompe” nelle cellule con l’aiuto di due proteine ​​che trova sul posto: ACE2 e TMPRSS2. Lo scrive Chris Baraniuk, in un ampio servizio pubblicato lo scorso 29 aprile su The Scientist. Molto, spiega l’articolo, si è discusso circa l’infezione virale che si verifica nell’intestino e nelle cellule polmonari, ma un team di ricercatori ha passato al setaccio enormi set di dati relativi all’espressione genica per mostrare che numerose potenziali cellule bersaglio che producono ACE2 e TMPRSS2 sono sparse anche in altre parti del corpo, inclusi cuore, vescica, pancreas, rene e naso. E che ce ne sono alcune pure negli occhi e nel cervello.

I risultati dello studio, pubblicati in pre-print su bioRxiv lo scorso 21 aprile, riferisce The Scientist, mostrano che tali cellule sono sorprendentemente abbondanti. Molte sono epiteliali e rivestono la superficie esterna degli organi. Le nuove scoperte si aggiungono a quanto sta, via via, emergendo sul SARS-CoV-2 e su come, in particolare, il virus è in grado di colpire le cellule in più punti del corpo umano, piuttosto che focalizzarsi su un particolare organo o su una parte del tratto respiratorio.

Il cardiologo Frank Ruschitzka dell’Ospedale universitario di Zurigo ed alcuni suoi colleghi, hanno pubblicato separatamente una lettera su The Lancet il 17 aprile scorso, in cui descrivevano come erano state trovate particelle di virus nell’endotelio vascolare, un sottile strato di cellule che rivestono i vasi sanguigni in vari organi del corpo.

“Questa non è solo una polmonite virale”, ha detto Ruschitzka a The Scientist, riferendosi alla COVID-19. “Questa è una malattia che non abbiamo mai visto prima: non è un’influenza, colpisce i vasi dappertutto e colpisce anche il cuore” ha aggiunto.

Per scoprire le posizioni delle cellule in cui sono presenti la proteine ACE2 e TMPRSS2, gli autori della ricerca pubblicata in pre-print si sono rivolti all’Atlante cellulare umano, un progetto che ha permesso agli scienziati di riunire tutti i dati relativi alle cellule umane a partire dal 2016.

Ebbene, analizzando i record di sequenziamento di circa 1,2 milioni di singole cellule prelevate da campioni di tessuto umano, il team di studiosi è stato in grado di scoprire quali di queste cellule producono sia ACE2 che TMPRSS2 e annotarne la posizione nel corpo. L’analisi ha utilizzato 16 set di dati (non pubblicati) di cellule polmonari e delle vie respiratorie, e 91 set di dati (pubblicati) che coprono una gamma di organi umani.

Christoph Muus, coautore della ricerca, uno studente laureato presso l’Università di Harvard e il Broad Institute, ha spiegato che mentre i dati mostrano che le cellule in molti punti del corpo producono recettori SARS-CoV-2, non è certo che il virus possa infettare tutti quei tessuti.

“L’espressione del recettore è una condizione necessaria ma non necessariamente una condizione sufficiente”, ha affermato. Ad esempio, nei testicoli sono state trovate potenziali cellule bersaglio, ma gli scienziati non sanno ancora se SARS-CoV-2 infetta e si replica anche in quella parte del corpo.

Jeremy Kamil, virologo della Louisiana State University Health Shreveport, ha affermato che la ricerca fornisce importanti dettagli sul corpo umano che possono aiutare gli scienziati a capire come SARS-CoV-2 è in grado di infettare gli ospiti. “Trovando frammenti di proteine ​​virali in campioni di tessuto di pazienti che sono morti a causa della COVID-19, gli scienziati potrebbero essere in grado di capire quali organi sono effettivamente autentici siti di infezione”, ha aggiunto Kamil. “Direi che questo documento fornisce alle persone una tabella di marcia per guardare nel corpo e capire dove sta andando questo virus”, ha poi proseguito.

Una limitazione del lavoro consiste nel fatto che quelli messi a disposizione dei ricercatori fossero metadati relativamente piccoli, prelevati da persone che avevano donato campioni di tessuto per vari set, e di cui non si sapeva proprio tutto. Ad esempio, si ignorava se in quel momento avessero assunto farmaci o se fossero affetti da particolari condizioni pregresse (tipo malattie). Tutte queste cose avrebbero potuto anche influenzare l’espressione genica in particolari cellule.

La circostanza che tra loro ci fossero anche dei fumatori era disponibile per un sottoinsieme di dati ed il team l’ha usata per dimostrare che il fumo è correlato ad una maggiore espressione del gene ACE2 nelle vie aeree superiori ed ad un’espressione inferiore in alcune cellule polmonari. Sono ovviamente necessarie ulteriori ricerche per capire se i fumatori siano o meno più vulnerabili di fronte alla COVID-19 tuttavia, i dati provenienti dalla Cina suggeriscono che i fumatori hanno una probabilità 14 volte maggiore di sviluppare una forma grave della malattia.

Alcuni ricercatori dello stesso gruppo (che hanno approfondito dati simili), hanno recentemente pubblicato articoli su Cell and Nature. In questi casi, gli scienziati si sono concentrati su determinati gruppi di cellule. Lo studio riportato su Nature ha esaminato le cellule potenzialmente coinvolte nella trasmissione virale e hanno scoperto che le cellule epiteliali nasali, in particolare, erano associate all’espressione di ACE2 e TMPRSS2. Gli autori hanno riferito che il virus potrebbe sfruttare le cellule che secernono fluidi nel passaggio nasale, il che potrebbe aiutarlo a diffondersi da una persona all’altra in goccioline rilasciate, ad esempio, quando qualcuno starnutisce.

Lo studio pubblicato su Cell, invece, ha trovato trascrizioni di ACE2 e TMPRSS2 anche nelle cellule nasali, intestinali e polmonari, ma i ricercatori hanno pure scoperto che l’interferone proteico ha attivato l’espressione ACE2 in vitro. Il corpo umano utilizza l’interferone per combattere le infezioni, quindi non è chiaro se la proteina sia di beneficio generale oppure dannoso per i pazienti COVID-19.

“L’uso di così tante diverse fonti di dati conferma la validità dei risultati ottenuti degli autori della pre-print”, afferma Marta Gaglia, biologa molecolare dell’Università di Tufts. La studiosa concorda con i ricercatori circa il fatto che scoprire le cellule che producono ACE2 e TMPRSS2 in vari punti del corpo non dimostra, automaticamente, che il virus possa anche sempre infettare tali cellule.

“Penso, in realtà, che la maggior parte dei problemi proviene dal polmone”, ha spiegato la ricercatrice. Inoltre, mentre i medici che trattano i pazienti affetti da COVID-19 possono rilevare problemi in più organi, tali problemi potrebbero non essere necessariamente causati direttamente dall’infezione SARS-CoV-2, ha affermato ancora la Gaglia. Una risposta problematica del sistema immunitario, ad esempio, potrebbe danneggiare alcuni tessuti del corpo come conseguenza indiretta dell’infezione virale.

L’articolo completo su Te Scientist.