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Dall’inizio della pandemia, gli scienziati hanno appreso che SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19, è piuttosto astuto. Quando il virus entra nel corpo, è in grado di spegnere un intero ramo del sistema immunitario contro l’intruso.
Tuttavia, i ricercatori non conoscono ancora l’intera portata dei tessuti e dei tipi di cellule più vulnerabili a SARS-CoV-2. La maggior parte della ricerca si è concentrata sull’identificazione di geni e percorsi che facilitano l’ingresso del virus nelle cellule polmonari, ma i dati sia clinici che scientifici indicano che il virus può causare danni ad una vasta gamma di organi.
Ora, una nuova ricerca della Cornell Univerity ha sviluppato potenziali strategie per capire come il virus infetta questi altri organi e identificare quali fattori molecolari potrebbero facilitare o limitare l’infezione.
“I dati suggeriscono che SARS-CoV-2 non causa solo una malattia respiratoria, ma ha il potenziale per influenzare molti altri organi “, ha detto Cedric Feschotte , Professore presso il Dipartimento di Biologia Molecolare e Genetica, presso il College of Agriculture and Life Sciences. “Le nostre analisi suggeriscono che esiste un’ampia gamma di vulnerabilità cellulari“.
Feschotte è l’autore principale di “A Single-Cell RNA Expression Map of Human Coronavirus Entry Factors“, pubblicato su Cell Reports. Altri coautori sono Manvendra Singh, un postdoctoral associate nel Feschotte Lab e Cornell Presidential Fellow e Vikas Bansal, biologo computazionale presso il Centro tedesco per le malattie neurodegenerative di Bonn.
Il nuovo studio mappa l’espressione di 28 geni umani chiamati “SCARFs” e recettori e fattori associati al coronavirus SARS-CoV-2 . Osservando l’espressione dell’RNA a cellula singola di questi geni, i ricercatori possono prevedere quali tessuti e tipi di cellule sono più vulnerabili all’infezione da coronavirus, sia negli adulti che negli embrioni.
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Il team ha analizzato l’espressione dell’RNA di tessuti umani sani per sviluppare un profilo completo dei fattori molecolari che facilitano o limitano l’infezione da SARS-CoV-2.
“Puoi capire quali cellule e organi hanno maggiori probabilità di essere infettati, almeno all’inizio di un’infezione”, ha detto Feschotte. “Questo è molto importante da sottolineare, perché una volta che il virus infetta un particolare tessuto, il panorama [genetico] potrebbe cambiare”.
“”Senza la capacità del sistema immunitario di rispondere rapidamente”, ha detto Feschotte, “i fattori di restrizione naturali già presenti nei tessuti rappresentano la principale linea di difesa del corpo contro SARS-CoV-2”.
La mappatura dei diversi punti di ingresso del virus è anche essenziale per cercare di prevedere dove andrà il virus dopo che sarà entrato nel corpo. Inoltre, individuando le vie molecolari dell’infezione, altri ricercatori possono utilizzare quelle aree come bersagli per lo sviluppo di farmaci per superare l’infezione.
Lo studio indica percorsi di ingresso alternativi che il virus potrebbe utilizzare per entrare nei polmoni, nel sistema nervoso centrale e nel cuore. La ricerca supporta anche i dati clinici emergenti che mostrano che SARS-CoV-2 infetta anche l’intestino, i reni e la placenta. I ricercatori hanno notato che è probabile che gruppi specifici di cellule all’interno della prostata e dei testicoli siano di aiuto a SARS-CoV-2 e questo spiega le vulnerabilità specifiche degli uomini.
Inoltre, questo studio migliora la conoscenza dei ricercatori di ciò che accade quando il virus interagisce con i tessuti nasali, un punto caldo per l’ingresso del virus. Il team ha riferito che il tessuto sul tetto del canale nasale, chiamato epitelio nasale, sembra un territorio cruciale del campo di battaglia tra il virus e le cellule nasali, perché questo tessuto mostra un’elevata espressione di geni che facilitano o limitano l’infezione.
I ricercatori ritengono che l’esito della battaglia nasale potrebbe essere fondamentale per determinare il decorso di un’infezione. È interessante notare che hanno anche osservato una differenza statistica nel livello di espressione di questi fattori di ingresso nel tessuto nasale dei giovani (sotto i 30 anni) rispetto agli anziani (sopra i 50 anni).
“C’erano significativamente più cellule nasali che esprimevano fattori di ingresso SARS-CoV-2 nelle persone anziane rispetto ai giovani”, ha detto Singh. “Sebbene la dimensione del campione del gruppo fosse troppo piccola per trarre una conclusione definitiva, se questa tendenza si mantiene in coorti più grandi, potrebbe, in parte, spiegare perché gli anziani si ammalano più dei giovani”.
L’altro organo cruciale che Singh continua ad esaminare è la placenta.
“Abbiamo scoperto che le cellule placentari chiamate trofoblasti sembrano essere vulnerabili al coronavirus“, ha detto il ricercatore. “Fa paura pensare che se la placenta può essere infettata, il virus può infettare altri tessuti fetali, con conseguenze dannose per la salute del feto, come osservato con il virus Zika“.
Feschotte ha notato che la placenta può impedire ai neonati di essere infettati mentre sono nel grembo materno. Studi attuali suggeriscono che la trasmissione tra madri infette e bambini durante il terzo trimestre di gravidanza è molto rara. Ma ha sottolineato che è ancora troppo presto per dire se esiste un rischio maggiore di trasmissione nelle prime fasi della gravidanza e quali conseguenze potrebbe avere sullo sviluppo fetale.
Come parte di questo progetto, il team ha anche sviluppato un’interfaccia web di facile accesso e di facile utilizzo in cui chiunque può cercare l’espressione di RNA a cellula singola di SCARF. Ciò faciliterà un facile accesso ai dati che aiuteranno gli scienziati di tutto il mondo.
“Questa è una risorsa utile per COVID-19, ma forse anche per la prossima pandemia di coronavirus, non che io ne desideri una”, ha detto Feschotte. “Ma dobbiamo essere realistici e meglio preparati. Parte dell’essere preparati è avere i dati”.
Fonte: Cornell University
