COVID-19 utilizza eparan solfato per entrare nelle cellule
I ricercatori della San Diego School of Medicine dell’Università della California hanno scoperto che SARS-CoV-2 non può aggrapparsi all’ACE2 senza un carboidrato chiamato eparan solfato, che si trova anche sulla superficie delle cellule polmonari e agisce come un co-recettore per l’ingresso virale.
“ACE2 è solo una parte della storia“, ha affermato Jeffrey Esko, Ph.D., Professore di Medicina Cellulare e Molecolare presso la UC San Diego School of Medicine e co-direttore del Glycobiology Research and Training Center. “Non è l’intero quadro.”
Lo studio di Esko, pubblicato il 14 settembre 2020 su Cell, introduce un potenziale nuovo approccio per la prevenzione e il trattamento di COVID-19.
Il team ha dimostrato due approcci che possono ridurre la capacità di SARS-CoV-2 di infettare cellule umane coltivate in laboratorio di circa l’80-90%: 1) rimuovere l’eparan solfato con enzimi o 2) usare l’eparina come esca per attirare e legare il coronavirus lontano dalle cellule umane. L’eparina, una forma di eparan solfato, è già un farmaco ampiamente utilizzato per prevenire e trattare i coaguli di sangue, e potrebbe essere riutilizzato per ridurre l’infezione da virus.
Il team di Esko ha studiato a lungo l’eparan solfato e il ruolo che svolge nella salute e nelle malattie. Ha condotto questo studio con altri due ricercatori, Mandel Clausen, e Daniel Sandoval.
Nel tardo pomeriggio di un venerdì di marzo 2020, Clausen era stanco e, ammette, rimandava i suoi esperimenti. Fu allora che si imbatté in uno studio preliminare che suggeriva un’interazione tra la proteina Spike del coronavirus, la “mano” che il virus usa per afferrare la maniglia dell’ACE2, e un altro carboidrato correlato all’eparan solfato.
“Sono corso da Daniel per dirgli di dare un’occhiata allo studio e, naturalmente, stava già pensando la stessa cosa“, ha detto Clausen, che è anche professore associato all’Università di Copenaghen in Danimarca.
Entro una settimana, il team stava testando le proprie teorie in laboratorio. Hanno scoperto che la proteina spike di SARS-CoV-2 si lega all’eparina. Quando questa è legata, il dominio del recettore si apre e aumenta il legame con ACE2. Il virus, per entrare nelle cellule polmonari umane coltivate in un piatto di laboratorio, deve legare sia l’eparan solfato sulla superficie cellulare che l’ACE2. I ricercatori hanno poi scoperto che gli enzimi che rimuovono l’eparan solfato dalle superfici cellulari impediscono a SARS-CoV-2 di entrare nelle cellule. Allo stesso modo, anche il trattamento con eparina ha bloccato l’infezione.
Il trattamento con eparina ha funzionato come antivirale alle dosi attualmente somministrate ai pazienti anche quando i ricercatori hanno rimosso la regione anticoagulante della proteina, la parte responsabile della prevenzione dei coaguli di sangue.
“I risultati sono ancora lontani dal tradursi in un trattamento COVID-19 per le persone“, ha detto Esko. I ricercatori dovranno testare gli inibitori dell’eparina e dell’eparan solfato in modelli animali. In uno studio correlato, gli scienziati della UC San Diego stanno anche esplorando il ruolo che i microbiomi umani, compresi i batteri che vivono nel e sul corpo, giocano nell’alterazione dell’eparan solfato e influenzano così la suscettibilità di una persona al COVID-19.
“Questo è uno dei periodi più entusiasmanti della mia carriera: tutte le cose che abbiamo imparato sull’eparan solfato e le risorse che abbiamo sviluppato nel corso degli anni si sono riunite con una varietà di esperti in più istituzioni che hanno collaborato rapidamente e condividere idee “, ha detto Esko. “Se c’è un lato positivo in questa pandemia, spero che la comunità scientifica continui a lavorare in questo modo per affrontare altri problemi“.
