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Le cellule del naso identificate come principali punti d’ingresso di SARS-CoV-2

Immagine: Public Domain

Due tipi specifici di cellule nel naso sono state identificate come probabili punti di infezione iniziale per il coronavirus SARS-CoV-2. Gli scienziati hanno scoperto che le cellule calciformi e le cellule ciliate nel naso hanno alti livelli di proteine spike che il virus COVID-19 utilizza per entrare nelle cellule dell’ospite.

L’identificazione di queste cellule da parte dei ricercatori dell’Istituto Wellcome Sanger, del Centro medico universitario Groningen, dell’Università della Costa Azzurra e del CNRS, Nizza e i loro collaboratori, potrebbe aiutare a spiegare l’elevata velocità di trasmissione di SARS-CoV-2.

Riferita oggi (23 aprile) in Nature Medicine, questa prima pubblicazione con la Lung Biological Network fa parte di uno sforzo internazionale in corso per utilizzare i dati derivati dal Consorzio Human Cell Atlas Lung Biological Network, sviluppato per comprendere le infezioni e le malattie. Lo studio dimostra inoltre che le cellule dell’occhio e alcuni altri organi contengono anche le proteine spike del virus. Lo studio prevede inoltre come una proteina chiave per l’ingresso del virus nell’host è regolata da altri geni del sistema immunitario e rivela potenziali bersagli per lo sviluppo di trattamenti per ridurre la trasmissione.

La nuova malattia da coronavirus — COVID-19 — colpisce i polmoni e le vie respiratorie. I sintomi del paziente possono essere simil-influenzali, con febbre, tosse e mal di gola, mentre alcune persone potrebbero non manifestare sintomi, ma avere ancora virus trasmissibili. Nel peggiore dei casi, il virus provoca polmonite che alla fine può portare alla morte. Si pensa che il virus si diffonda attraverso le goccioline respiratorie prodotte quando una persona infetta tossisce o starnutisce e sembra essere facilmente trasmessa all’interno delle aree interessate. Finora il virus si è diffuso in oltre 184 paesi e ha causato oltre 180.000 vittime.

Gli scienziati di tutto il mondo stanno cercando di capire esattamente come si diffonde il virus, per aiutare a prevenire la trasmissione e sviluppare un vaccino. Mentre è noto che il virus SARS-CoV-2 utilizza per infettare le nostre cellule un meccanismo simile a quello del coronavirus correlato che ha causato l’epidemia di SARS del 2003, i tipi esatti di cellule coinvolte nella trasmissione come quelle rintracciate nel naso, non erano state precedentemente individuate.

Per scoprire quali cellule potrebbero essere coinvolte nella trasmissione di SARS-CoV-2, i ricercatori hanno analizzato più set di dati del consorzio Atlas Cell Human§ (HCA) del sequenziamento dell’RNA a singola cellula, provenienti da oltre 20 tessuti diversi di persone non infette. Questi campioni includevano cellule dal polmone, cavità nasale, occhio, intestino, cuore, reni e fegato. I ricercatori hanno cercato quali singole cellule esprimessero entrambe le due proteine utilizzate dal virus COVID-19 per infettare le nostre cellule.

Il Dr. Waradon Sungnak, il primo autore dell’articolo del Wellcome Sanger Institute, ha dichiarato: “Abbiamo scoperto che la proteina recettoriale – ACE2 – e la proteasi TMPRSS2 che possono attivare l’ingresso SARS-CoV-2 sono espresse in cellule di diversi organi, tra cui le cellule sul rivestimento interno del naso. Abbiamo quindi rivelato che le cellule caliciformi che producono muco e le cellule ciliate nel naso avevano i livelli più alti di entrambe queste proteine ​​del virus SARS-CoV-2, di tutte le cellule delle vie aeree, via di infezione iniziale molto probabile per il virus”.

Martijn Nawijn, del Medical Center dell’Università di Groningen nei Paesi Bassi, ha dichiarato, a nome della rete biologica polmonare HCA: “Questa è la prima volta che queste particolari cellule del naso sono state associate a COVID-19. Mentre ci sono molti fattori che contribuiscono alla trasmissibilità del virus, i nostri risultati sono coerenti con i rapidi tassi di infezione del virus visti finora. La posizione di queste cellule sulla superficie della parte interna del naso le rende altamente accessibili al virus e possono anche aiutare con la trasmissione ad altre persone “.
Le due proteine ​​chiave di ingresso ACE2 e TMPRSS2 sono state trovate anche nelle cellule della cornea dell’occhio e nel rivestimento dell’intestino. Ciò suggerisce un’altra possibile via di infezione attraverso i dotti oculari e lacrimali e ha anche rivelato un potenziale di trasmissione fecale-orale.
Quando le cellule sono danneggiate o combattono un’infezione, vengono attivati ​​vari geni immunitari. Lo studio ha dimostrato che la produzione di recettori ACE2 nelle cellule del naso è probabilmente attivata contemporaneamente a questi altri geni immunitari.
Il lavoro è stato svolto nell’ambito del consorzio Atlas Cell Human§ (HCA) che mira a creare mappe di riferimento di tutte le cellule umane per comprendere la salute e le malattie. Più di 1.600 persone in 70 paesi sono coinvolti nella comunità HCA e i dati sono apertamente disponibili per gli scienziati di tutto il mondo.
La Dr.ssa Sarah Teichmann, autrice senior del Wellcome Sanger Institute e coPresidente del Comitato Organizzatore HCA, ha dichiarato: “Mentre ancora lo stiamo costruendo, l’Atlante di cellule umane viene già utilizzato per comprendere COVID-19 e identificare quale delle nostre cellule sono fondamentali per l’infezione iniziale e la trasmissione. Queste informazioni possono essere utilizzate per comprendere meglio come si diffonde il coronavirus. Sapere quali tipi esatti di cellule sono importanti per la trasmissione del virus fornisce anche una base per lo sviluppo di potenziali trattamenti per ridurre la diffusione del virus. La rete biologica polmonare HCA globale continua ad analizzare i dati al fine di fornire ulteriori approfondimenti sulle cellule e sugli obiettivi che potrebbero essere coinvolti in COVID-19 e metterli in relazione con le caratteristiche del paziente.
Il Professor Sir Jeremy Farrar, Direttore di Wellcome, ha dichiarato: “Individuando le caratteristiche esatte di ogni singolo tipo di cellula, Atlas Cell Human§ (HCA) sta aiutando gli scienziati a diagnosticare, monitorare e curare le malattie tra cui COVID-19 in un modo completamente nuovo. Il mondo sta lavorando a un ritmo senza precedenti per approfondire la nostra comprensione di COVID-19 e questa nuova ricerca ne è la testimonianza. Collaborare oltre i confini e condividere apertamente la ricerca è fondamentale per sviluppare rapidamente diagnosi, trattamenti e vaccini efficaci, garantendo che nessun paese rimanga indietro “.
Fonte: Nature

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