Spiegazione: come la 'corona' del virus si trasforma in una forma a forcina - e perché

I fotogrammi congelati della proteina spike di SARS-CoV-2 mostrano un drammatico cambiamento di forma dopo che si fonde con una cellula umana. Gli scienziati suggeriscono che può aiutare a distrarre il nostro sistema immunitario; i risultati possono essere importanti nello sviluppo del vaccino

Struttura di SARS-CoV-2, inclusa la proteina spike. (Fonte: Wikipedia)

La proteina spike di SARS-CoV-2 - la 'corona' nel coronavirus che causa la malattia di Covid-19 - ha appena rivelato nuovi segreti. I ricercatori hanno scoperto che la proteina spike cambia forma dopo essersi attaccata a una cellula umana, ripiegandosi su se stessa e assumendo una rigida forma a forcina. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Science e credono che la conoscenza possa aiutare nello sviluppo del vaccino.

Qual è la proteina spike?

È una proteina che sporge dalla superficie di un coronavirus, come le punte di una corona o corona, da cui il nome 'coronavirus'. Nel coronavirus SARS-CoV-2, è la proteina spike che avvia il processo di infezione in una cellula umana. Si lega a un enzima umano, chiamato recettore ACE2, prima di entrare nella cellula e creare copie multiple di se stesso.

Cosa ha scoperto la nuova ricerca?

Utilizzando la tecnica della microscopia elettronica criogenica (crio-EM), il dottor Bing Chen e i colleghi del Boston Children's Hospital hanno congelato la proteina spike in entrambe le sue forme, prima e dopo la fusione con la cellula.

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Immagini Cryo-EM di SARS-CoV-2 prima e dopo la fusione con la cellula umana. La forma della postfusione è come una forcina rigida. (Fonte: Fornito dal Dr Bing, Chen, Boston Children's Hospital)

Le immagini mostrano un cambiamento drammatico nella forma della forcina dopo che la proteina spike si lega al recettore ACE2. In effetti, i ricercatori hanno scoperto che la forma successiva può anche mostrarsi prima della fusione, senza che il virus si leghi affatto a una cellula. Il picco può assumere la sua forma alternativa prematuramente.

Cosa significa?

Il dottor Chen suggerisce che assumere la forma alternativa può aiutare a prevenire la decomposizione di SARS-CoV-2. Gli studi hanno dimostrato che il virus rimane vitale su varie superfici per vari periodi di tempo. Chen suggerisce che la forma rigida possa spiegare questo.

Più significativamente, i ricercatori ipotizzano che la forma postfusione possa anche proteggere SARS-CoV-2 dal nostro sistema immunitario.

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In che modo può proteggere il virus dal sistema immunitario?

La forma postfusione potrebbe indurre anticorpi che non neutralizzano il virus. In effetti, i picchi in questa forma possono agire come esche che distraggono il sistema immunitario.

Gli anticorpi mirati specificamente allo stato di postfusione non sarebbero in grado di bloccare la fusione della membrana (ingresso virale) poiché sarebbe troppo tardi nel processo. Questo è ben consolidato nel campo di altri virus, come l'HIV, ha detto Chen questo sito web , per e-mail.

In linea di principio, se entrambe le conformazioni condividessero epitopi neutralizzanti (la parte del virus presa di mira dagli anticorpi), anche la forma postfusione potrebbe indurre anticorpi neutralizzanti, ha detto Chen. Ma poiché le due strutture sono spesso molto diverse, in particolare, in caso di SARS-CoV-2 e HIV, penso che non sia molto probabile che la forma postfusione sarebbe utile come immunogeno, ha spiegato.

Le due forme condividono qualche somiglianza?

Sì, entrambe le forme prima e dopo hanno molecole di zucchero, chiamate glicani, in posizioni uniformemente distanziate sulla loro superficie. I glicani sono un'altra caratteristica che aiuta il virus a evitare il rilevamento immunitario.

In che modo è utile la conoscenza della forma alternativa?

I ricercatori ritengono che i risultati abbiano implicazioni per lo sviluppo del vaccino. Molti vaccini attualmente in fase di sviluppo utilizzano la proteina spike per stimolare il sistema immunitario. Ma questi possono avere diverse miscele delle forme di prefusione e postfusione, ha detto Chen. E questo può limitare la loro efficacia protettiva.

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Chen ha sottolineato la necessità di stabilizzare la proteina spike nella sua struttura di prefusione al fine di bloccare i cambiamenti conformazionali che portano allo stato di postfusione. Se la proteina non è stabile, possono essere indotti anticorpi ma saranno meno efficaci in termini di blocco del virus, ha affermato.

Usando la nostra struttura di prefusione come guida, dovremmo essere in grado di fare meglio (introducendo mutazioni stabilizzanti) per imitare lo stato di prefusione, che potrebbe essere più efficace nell'indurre risposte anticorpali neutralizzanti, ha detto Chen a The Indian Express. Lo stiamo facendo nel caso in cui il primo ciclo di vaccini non sia efficace come tutti speriamo.

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