Un nuovo studio suggerisce che il virus ha bisogno del colesterolo per superare la membrana protettiva delle cellule, questo potrebbe indicare la potenziale utilità delle statine nella terapia
Le statine contro COVID-19? Una possibile nuova strada per curare l’infezione COVID-19 è stata indicata da un nuovo studio che ha stabilito che il virus SARS-CoV-2 per penetrare nelle cellule ha bisogno di un complice.
Il colesterolo, il composto ceroso noto perché intasa le arterie mettendoci a rischio di infarto ed ictus, aiuta il virus ad aprire le cellule e a scivolarvi dentro, come Clifford Brangwynne, ricercatore dell’Istituto di medicina Howard Hughes.
Senza colesterolo, il virus non può intrufolarsi oltre la barriera protettiva di una cellula e causare infezioni, scrive il team in un preprint pubblicato su bioRxiv.
Il lavoro, che ha ricreato la fase iniziale dell’infezione nelle cellule coltivate in laboratorio, non è ancora stato sottoposto al processo di peer review.
“Il colesterolo è parte integrante delle membrane che circondano le cellule e alcuni virus, incluso il SARS-CoV-2. Quindi ha senso che sia così importante per l’infezione“, afferma Brangwynne, che è anche un ingegnere biofisico della Princeton University .
La scoperta potrebbe essere spiegare come mai i pazienti COVID-19 che assumono farmaci noti come statine per abbassare il colesterolo sembrano soffrire di una forma meno grave della malattia.
Sebbene gli scienziati non abbiano ancora stabilito il meccanismo responsabile, questo studio e un altro pubblicato lo scorso autunno suggeriscono che le statine impediscono a SARS-CoV-2 di entrare nelle cellule negandogli il colesterolo.
La scoperta dell’importanza del colesterolo potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare nuove misure per trattare il COVID-19, afferma Brangwynne.
Il lavoro potrebbe anche far luce su una strana caratteristica della malattia: la formazione di cellule giganti e composte trovate nei polmoni dei pazienti COVID-19. Nei loro esperimenti, gli scienziati hanno visto emergere mega cellule simili al microscopio.
In tempi normali, il team di Brangwynne studia le forze fisiche che organizzano le molecole all’interno delle cellule. Ma nella primavera del 2020, il suo laboratorio, come molti altri in tutto il mondo, ha spostato l’attenzione sul SARS-CoV-2.
I ricercatori hanno iniziato a studiare come interagiscono le proteine virali e umane e in che modo tale interazione consente a SARS-CoV-2 di entrare nelle cellule.
“Non siamo un laboratorio di virologia, non abbiamo mai lavorato in questo spazio prima, quindi abbiamo iniziato a pensare a come utilizzare gli strumenti e gli approcci che avevamo già sviluppato“, spiega.
Il laboratorio di Brangwynne lavora spesso con cellule coltivate in laboratorio.
Per imitare l’infezione da SARS-CoV-2, il suo team ha ingegnerizzato tali cellule per mettere in mostra una delle due molecole, la “proteina spike” virale o la proteina ACE2 umana necessarie al virus per causare un’infezione.
I ricercatori hanno osservato l’interazione delle cellule cresciute in laboratorio con queste proteine. In primo luogo, minuscoli tentacoli sono emersi dalle cellule con ACE2 e si sono attaccati alle proteine spike sulle cellule vicine.
In questi punti, le due membrane cellulari si sono fuse e si sono formate delle aperture, lasciando che il contenuto delle cellule si mescolasse.
Alla fine, le due cellule si sono fuse insieme, in modo simile a come gli scienziati ritengono che il virus si fonda con una cellula per infettarla.
I ricercatori, tra cui David Sanders di Princeton, Chanelle Jumper e Paul Ackerman, hanno cercato di interrompere questa fusione cellulare. Utilizzando un sistema automatizzato, hanno testato gli effetti di circa 6.000 composti, oltre a più di 30 modifiche alla proteina spike.
Questi esperimenti e altri hanno suggerito che se la membrana di SARS-CoV-2 manca di colesterolo, il virus non può entrare nella sua cellula bersaglio.
Questa non è la prima prova che implica il colesterolo nello sviluppo dell’infezione.
Uno studio precedente, condotto da un gruppo dell’Università della California, ha scoperto che la risposta immunitaria del corpo al virus produce un composto che rimuove il colesterolo, ma in questo caso dalla membrana della cellula, non dal virus.
“Il colesterolo è stato studiato molto bene come un fattore importante in un gran numero di infezioni virali“, afferma Peter Kasson, uno scienziato dell’Università della Virginia che studia i meccanismi fisici delle malattie virali.
“La cosa interessante è che il ruolo del colesterolo nell’ingresso virale varia molto tra i virus“. Non è chiaro esattamente come il colesterolo aiuti SARS-CoV-2, ma comprendere questo processo potrebbe offrire indizi sulla biologia dell’infezione.
L’apparente effetto benefico delle statine si estende anche ad altre infezioni virali. Alcune ricerche suggeriscono che questi farmaci alterano il virus dell’influenza privandolo del colesterolo, dice Kasson.
Ma questo potrebbe non essere l’unico modo in cui i farmaci possono alterare il corso delle infezioni virali, dice.
“È un po’ complicato perché le statine modificano anche la risposta immunitaria.”
Durante gli esperimenti di Brangwynne, il suo team ha notato qualcosa di strano. Le cellule continuavano a inghiottirsi a vicenda, mescolando il loro contenuto.
Le cellule composte, note come sincizi, che sono apparse al microscopio assomigliano a quelle che si trovano nei tessuti sani, come i muscoli e la placenta, e in alcune malattie virali.
“Sapevamo già che il virus del COVID-19 può creare sincizi, ma questi ricercatori sono stati in grado di visualizzare il processo in modo meraviglioso“, afferma Jennifer Lippincott-Schwartz, leader del gruppo del Janelia Research Campus di HHMI, che non è stata coinvolta nella ricerca.
“La fusione cellula-cellula è di per sé un’area molto poco studiata in biologia“.
Gli esperimenti probabilmente illustrano come si formano le mega cellule trovate nei polmoni dei pazienti, dice. “La formazione di sincizi può essere molto dannosa nel caso di COVID, dove può distruggere i tessuti polmonari e portare alla morte“.
Brangwynne afferma che non è ancora chiaro se le cellule sinciziali abbiano o meno un ruolo importante nella progressione del COVID-19. Ma, scrive il suo team, la scoperta del contributo del colesterolo potrebbe aiutare gli scienziati a combattere la malattia.
“I nostri risultati sottolineano la potenziale utilità delle statine e di altri trattamenti [simili]“.
Riferimento: “SARS-CoV-2 Requires Cholesterol for Viral Entry and Pathological Syncytia Formation” di David W. Sanders, Chanelle C. Jumper, Paul J. Ackerman, Dan Bracha, Anita Donlic, Hahn Kim, Devin Kenney, Ivan Castello-Serrano , Saori Suzuki, Tomokazu Tamura, Alexander H. Tavares, Mohsan Saeed, Alex S. Holehouse, Alexander Ploss, Ilya Levental, Florian Douam, Robert F. Padera, Bruce D. Levy e Clifford P.Brangwynne, 14 dicembre 2020, BioRxiv .
DOI: 10.1101 / 2020.12.14.422737
