A lungo si è dibattuto (a livello filosofico più che altro) sul fatto se i Virus fossero o meno essere viventi. Questo perché nessun Virus (sia a DNA che ad RNA) è in grado di aver vita autonoma e essendo parassiti obbligati.
Il Virus, a differenza di un Batterio (organismo unicellulare), NON è UNA CELLULA.
I Batteri, anche quelli patogeni, sfruttano l'ospite per ricavarne energia, ma hanno al loro interno tutto il necessario per duplicarsi. Esistono infatti Batteri ambientali che vivono senza infettare alcun ospite ed in laboratorio possono esser cresciuti in culture, dando loro solo gli "elementi" base (glucosio etc.) per la loro sopravvivenza. I Virus, invece, possono crescere in cultura solo se si dà loro un ospite da infettare.
Esistono migliaia di Virus differenti, alcuni infettano solo batteri (es. il Fago lambda), altri infettano le piante, altri gli insetti, altri i mammiferi. Detto questo, spesso sono monofagi, ovvero infettano un'unica specie. Quando si parla di "salto di specie" ci si riferisce ad un Virus che, mutando, è diventato in grado di infettare una specie che prima gli era immune; ovviamente più le due specie sono affini più il "salto di specie" è probabile. In altri termini è molto più facile che un Virus dei pipistrelli (mammiferi) diventi capace di infettare l'uomo (mammifero), rispetto ad una rana (anfibio), così come è praticamente impossibile (parola da non utilizzare mai parlando di Scienza) che un Virus dei Vegetali inizi ad infettare gli Animali.
I Virus ad RNA sono un'immensa famiglia, caratterizzata dall'avere l'RNA (invece che il DNA) come Acido Nucleico. Al loro interno troviamo il gruppo dei Coronavirus a cui appartengono i comuni Virus influenzali (es. HCoV-229E), oltre al SARS-CoV-2 , che causa la malattia nota come COVID-19 (clicca qui per informazioni sui Vaccini ad RNA).
N.B.
- SARS-CoV-2 (virus severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) è il nome del Virus
- COVID-19 (COronaVIrus Disease-2019) è la malattia provocata dal SARS-CoV-2
Struttura del SARS-CoV-2 :
Il genoma è formato da una molecola di RNA a singolo filamento (single-stranded RNA) della lunghezza di circa 30.000 ribo-nucleotidi. Giusto per dare un ordine di grandezza con dei numeri, il genoma umano è di circa 3 miliardi di nucleotidi. Il nucleotide (che diventa ribo-nucleotide se c'è RNA al posto di DNA) è il mattoncino con cui si costruisce il DNA (o l'RNA), ne esistono 4 diversi e la loro sequenza determinerà le caratteristiche del vivente. Per analogia pensate all'RNA (od al DNA) come se fosse una "parola" ed al nucleotide (4 diversi) come se fosse una "lettera" (21 diverse).
L'RNA del SARS-CoV-2 viene tradotto (grazie ai nostri Ribosomi), producendo 29 proteine. Alcune di esse servono per la replicazione/trascrizione dell'RNA virale (RTC complex), altre sono proteasi (tagliano le proteine), altre ancora stimolano la risposta immunitaria. (Ref 1-2)
Solo 4 proteine vengono definite proteine strutturali, in quanto formano fisicamente l'involucro del Virus; esse sono :
1) Nucleocapsid Protein (Proteina-N): questa proteina, la più abbondante ed espressa sin dai primi stadi dell'infezione, lega l'RNA virale e lo avvolge formando una sorta di nucleo protettivo. Inoltre aiuta l'RNA ad entrare nella cellula ospite ed ad interagire con gli apparati cellulari di quest'ultima.
2) Membrane Protein (Proteina-M): è una proteina transmembrana che media le interazioni proteina-proteina e guida il processo di assemblaggio dell'involucro virale all'interno dell'ospite, oltre a facilitare l'innesto della proteina Spike.
3) Envelope Protein (Proteina-E): si tratta di una Viro-porina, ovvero una sorta di minuscolo canale ionico che attraversa la membrana. Insieme alla Proteina-M è essenziale per il corretto assemblaggio e rilascio della nuova generazione di Virus.
4) Spike Protein (Proteina-S): è la glicoproteina con cui il Virus lega il recettore posto sulla membrana della cellula bersaglio. E' indispensabile affinché il Virus possa entrare e parassitare le nostre cellule.
Le proteine S, E ed M, insieme al doppio strato fosfolipidico, formano il Capside (l'involucro esterno del SARS-CoV-2) (Ref 2).
Come Avviene l'Infezione da parte del SARS-CoV-2 ? - Basi Molecolari
Il Virus entra nel nostro corpo tramite le vie respiratorie e si lega ai recettori ACE2, situati sulla membrana delle cellule dell'epitelio nasale. Il legame tra Spike (del Virus) e ACE2 (delle nostre cellule) è altamente specifico (un po' come se fosse "chiave-serratura") ed è il primo (ed indispensabile) step dell'infezione. Il SARS-CoV-2 può infettare tutte le altre cellule che esprimano (abbiano) il recettore ACE2 (es. cellule del Cuore, Rene, Intestino).
Tramite un processo sul quale non mi soffermerò, il legame Spike-ACE2 innesca una serie di reazioni che permettono l'entrata del Coronavirus in cellula (Ref 3-5).
All'interno della cellula l'RNA del Virus verrà tradotto dai Ribosomi dell'ospite, producendo le proteine Virali, le quali sintetizzeranno altro RNA virale. In altre parole il Virus ha usato le vostre cellule per produrre un gran numero delle 4 proteine strutturali (vedi sopra), oltre a quelle che servono per fare più copie (replicazione) del proprio genoma (RNA). A questo punto ci sono tutti i pezzetti (4 proteine strutturali + RNA + fosfolipidi dell'ospite) per formare la nuova generazione di Virus, si tratta solo di assemblarli.
Anche per l'assemblaggio il Virus ha bisogno degli apparati (Golgi e Retticolo Endoplasmatico) dell'ospite (Ref 4-5).
Finito il ciclo i neo-Virus fuoriescono tramite esocitosi od uccidendo la cellula ospite e sono pronti per infettare nuove cellule.
Ho volutamente tralasciato moltissimi dettagli, il tutto è ovviamente molto più complesso; tuttavia può dare un'infarinatura a tutti coloro che non hanno fatto studi medico-scientifici.
Referenze
1) A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019.
Zhu N, Zhang D, Wang W, Li X, Yang B, Song J, et al.
N Engl J Med. 2020;382(8):727–33 – DOI: 10.156/NEJMoa2001017
2) Structural Proteins in Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2.
Satarker S, Nampoothiri M.
Arch Med Res. 2020 Aug;51(6):482-491.- DOI: 10.1016/j.arcmed.2020.05.012.
3) The protein expression profile of ACE2 in human tissues.
F. Hikmet, L. Mear, M. Uhlen, C. Lindskog.
bioRxiv, (2020); DOI: 10.1101/2020.03.31.016048.
4) Drugs targeting various stages of the SARS-CoV-2 life cycle: Exploring promising drugs for the treatment of Covid-19.
Ramarao Poduri, Gaurav Joshi, Gowraganahalli Jagadeesh.
Cellular Signalling 74 (2020) 109721 - DOI : 10.1016/j.cellsig.2020.109721
5) A comprehensive review about SARS-CoV-2
SK Manirul Haque , Omar Ashwaq , Abdulla Sarief & Abdul Kalam Azad John Mohamed
FUTURE VIROLOGYVOL. 15, NO. 9REVIEW - doi.org/10.2217/fvl-2020-0124
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