Coronavirus: molte facce dello stesso virus

Argomento principe di giornali, telegiornali e social network. Ricordando le passate emergenze SARS-CoV e MERS-CoV vediamo cos'è e com'è fatto l'attuale e temuto CoVid-19 causa dell'emergenza in corso nel nostro paese

Coronavirus: da un punto di vista molecolare

I coronavirus appartengono alla famiglia dei Coronaviridae e possono essere classificati in quattro generi. Tra questi il Betacoronavirus include i virus che furono responsabili delle epidemie di coronavirus: SARS-CoV (sindrome respiratoria acuta grave) e MERS-CoV (sindrome respiratoria mediorientale).

I coronavirus sono virus a RNA di grandi dimensioni, avvolti e con filamento positivo, hanno il più grande genoma tra tutti i virus RNA (da 27 a 32 kb). Il genoma è racchiuso in un capside elicoidale formato dalla proteina nucleocapside (N) e ulteriormente circondato da un involucro. Associate all'involucro virale sono presenti almeno tre proteine strutturali: la proteina di membrana (M) e la proteina dell'envelope (E) sono coinvolte nell'assemblaggio del virus, mentre la proteina di superficie spike (S), che conferisce l'aspetto di una corona alla particella virale, media l'ingresso del virus nelle cellule ospiti, determina la maggiore affinità  verso un organismo ospite, il tropismo cellulare e stimola la risposta immunitaria dell'ospite.

Il successo dei coronavirus nella loro capacità di saltare tra le specie può essere attribuito, in parte, alla vasta gamma di strategie di ingresso del virus che implementano per infettare le cellule bersaglio. I coronavirus sono in grado di adattarsi ai nuovi ambienti attraverso la mutazione e la ricombinazione con relativa facilità e quindi sono programmati per alterare in modo efficiente la portata dell'ospite e il tropismo dei tessuti.

Coronavirus: SARS-CoV e MERS-CoV

Negli ultimi due decenni due coronavirus di origine animale hanno causato una pandemia in tutto il mondo che ha coinvolto migliaia di vite umane. Il SARS-CoV, identificato come l'agente causale dell'epidemia di sindrome respiratoria acuta grave (SARS) che si è verificata nel 2002-2003 nella provincia cinese del Guangdong. E' la malattia più grave causata da qualsiasi coronavirus. Durante l'epidemia sono stati registrati circa 8.098 casi con 774 decessi, con un tasso di mortalità del 9%. Questo tasso era molto più alto nei soggetti anziani, con tassi di mortalità che si avvicinavano al 50% nei soggetti di età superiore ai 60 anni.

Nel 2013 il MERS-CoV, è risultato essere l'agente causale in una serie di infezioni del tratto respiratorio, che vedevano come organismo ospite i dromedari, altamente patogene in Arabia Saudita e in altri paesi del Medio Oriente. Sulla base dell'elevato tasso di mortalità del 50% nelle prime fasi dell'epidemia, si era ipotizzato che il virus avrebbe portato ad un'epidemia molto grave ma così non è stato in quanto il numero di casi è risultato contenuto.

Coronavirus: veniamo ai giorni nostri

Il 31 dicembre 2019 la Wuhan Health Commission ha segnalato un gruppo di casi di polmonite atipica che era collegato ad un mercato del bestiame nella città di Wuhan, in Cina. I primi pazienti hanno iniziato a manifestare sintomi di malattia a metà dicembre 2019. Negli isolati clinici è stata rilevata la presenza di un nuovo coronavirus che presentava un'elevata somiglianza con i coronavirus di pipistrello, il Covid-19, annunciato ufficialmente come agente causale il 7 gennaio dalle autorità cinesi.

Le sequenze del genoma del Covid-19 evidenziano le seguenti caratteristiche:

- è un betacoronavirus RNA a singolo filamento avvolto, a senso positivo, che presenta un genoma molto simile a quello del SARS-CoV e MERS-CoV;

- è sufficientemente divergente dalla SARS-CoV per essere considerato un nuovo betacoronavirus che infetta l'uomo;

- le infezioni nei bambini sembrano essere rare come accade anche per il SARS-CoV;

- l'analisi strutturale suggerisce che Covid-19 potrebbe essere in grado di legarsi al recettore dell'enzima 2 che converte l'angiotensina nell'uomo (ACE-2), proteina enzimatica maggiormente espressa nelle cellule epiteliali degli alveoli polmonari, della mucosa orale e nasale, nasofaringe, polmone oltre che a livello dell'apparato gastrointestinale. 

Coronavirus: perchè sempre in Cina?

Oltre a porci quesiti sulla similarità tra questi virus, dobbiamo soffermarci sul perchè queste epidemie insorgono sempre in Cina e perchè si continua a parlare di pipistrelli in qualità di organismo-ospite predominante.

La Cina è il terzo territorio più grande ed è anche la nazione più popolosa del mondo. Ciò comporta la presenza nel territorio asiatico di un’estrema variabilità climatica insieme ad una grande biodiversità nella quale i pipistrelli rappresentano circa un quinto di tutte le specie di mammiferi presenti sulla Terra. Tenendo conto che sono gli unici mammiferi in grado di volare e sono gli ospiti principali di molti virus zootici (con predominanza del Coronavirus) ciò gli consente di trasmettere il virus anche all’uomo che per cultura alimentare cinese ne consuma le carni macellando l’animale vivo, aumentando la trasmissione del virus.

Il coronavirus per poter sopravvivere modifica il suo genoma, che a sua volta sarà in grado di sintetizzare molecole proteiche virali con proprietà diverse, che le renderanno in grado di infettare le cellule di un organismo ospite totalmente diverso: dall’animale all’uomo. Il meccanismo in questione viene definito “salto di specie”.

Coronavirus: controllare e prevenire le infezioni emergenti

Diverse opzioni possono essere previste per controllare o prevenire le infezioni emergenti del Covid-19, tra cui vaccini, anticorpi monoclonali, terapie a base di oligonucleotidi, peptidi e terapie con interferone.

L’attuale situazione d’emergenza a livello mondiale richiede un intervento tempestivo per cercare di arginare l’aumento del numero di casi. Ed il primo passo consiste sia nell’utilizzo di farmaci antivirali esistenti che nel far proseguire gli studi preclinici e clinici di sperimentazione su molecole già in fase di studio per altre infezioni virali quali: HIV, virus dell'epatite B (HBV), virus dell'epatite C (HCV) e influenza, (SARS e MERS).

Uno dei maggiori candidati sembra essere il Remdesivir (GS-5734). La molecola presenta un’attività ad ampio spettro contro i virus RNA come MERS e SARS in colture cellulari e modelli animali ed è stato testato in uno studio clinico per l'Ebola. Un recente studio preclinico ha mostrato che il Remdesivir ha inibito 2019-nCoV e che un paziente americano con 2019-nCoV si è ripreso dopo aver ricevuto Remdesivir per via endovenosa.