La ricerca scientifica non si ferma e, scoperta dopo scoperta, risponde alla necessità di fronteggiare il Coronavirus. Uno studio condotto dall’Università di Urbino in collaborazione con la Sapienza Università di Roma, l’Istituto Superiore di Sanità (ISS) e il Policlinico Militare di Roma Celio, ha sviluppato nuove molecole in grado di inibire il virus SARS-CoV-2 e di agire, ad ampio spettro, su altre varianti.
Coordinata da Alessandra Fraternale, docente di Biologia cellulare dell’Università di Urbino, e dalla Professoressa Lucia Nencioni, docente di Microbiologia della Sapienza Università di Roma, l’indagine Targeting SARS-CoV-2 by synthetic dual-acting thiol compounds that inhibit Spike/ACE2 interaction and viral protein production è stata pubblicata di recente sulla rivista internazionale The Faseb Journal.
Alessandra Fraternale
Entriamo subito nel vivo dell’argomento e raccontiamo l’esito dello studio.
Alessandra Fraternale ― Il risultato della nostra ricerca è la sperimentazione di molecole tioliche che sono in grado di bloccare la replicazione del coronavirus SARS-CoV-2 agendo su due tipi di bersaglio: uno virale e uno cellulare.
Proviamo a spiegare cos’è il bersaglio virale e in che modo può essere colpito?
Lucia Nencioni ― Il bersaglio virale è la proteina Spike, quella cioè che è distribuita sulla superficie della particella virale a formare una sorta di corona, da cui il nome di Coronavirus. Si tratta di una proteina che ha un ruolo fondamentale perché riconosce il recettore ACE2 della cellula, permettendo l’entrata del virus e l’infezione.
Le molecole che abbiamo studiato intervengono su questa struttura, rompono al suo interno alcuni legami specifici che consentono il riconoscimento del recettore ACE2 e impediscono l’ingresso del virus nella cellula.
Il secondo bersaglio è cellulare. Cosa significa esattamente?
Alessandra Fraternale ― Sappiamo che il virus si riproduce esclusivamente all’interno della cellula sfruttandone – da parassita – tutti gli apparati per generare nuove particelle virali mature che infettano altre cellule. Ecco, le molecole tioliche penetrando nella cellula infettata bloccano, per il 98% circa, la maturazione delle proteine di SARS-CoV-2 e la produzione di nuove particelle virali, impedendo la fuoriuscita del virus. Le molecole che abbiamo studiato presentano, quindi, un doppio meccanismo di azione che le differenzia dagli antivirali classici.
Lucia Nencioni ― Un doppio meccanismo molto importante che è in grado di inibire le funzioni cellulari e, di conseguenza, di agire ad ampio spettro anche su altre varianti del virus.
Lucia Nencioni
Un risultato significativo che si deve a un’ampia collaborazione.
Lucia Nencioni ― Esatto. La collaborazione con l’Università di Urbino credo sia ormai ventennale, e procede da sempre lungo questo filone di ricerca. Lo studio di cui parliamo ha coinvolto anche l’Istituto Superiore di Sanità e il Policlinico Militare di Roma Celio. Si tratta infatti di uno studio multidisciplinare che ha richiesto diverse competenze legate agli ambiti disciplinari della virologia, della microbiologia, della biochimica, della biologia cellulare, della chimica organica e fisica.
Nei laboratori della Sapienza abbiamo valutato parametri virologici associati alla sintesi delle proteine virali. Qui, in particolare, per me è stato fondamentale il sostegno e l’incoraggiamento della Professoressa Anna Teresa Palamara, docente di Microbiologia e Microbiologia Clinica dell’Università Sapienza e Direttore del Dipartimento Malattie infettive dell’Istituto Superiore di Sanità.
Il Policlinico Militare di Roma Celio si è occupato degli esperimenti con SARS-CoV-2 nei suoi diversi laboratori di biosicurezza, in particolare in quello di livello 3. I ricercatori dell’Istituto Superiore di Sanità hanno “quantizzato” l’inibizione Spike/ACE2 mediante una strumentazione innovativa. Insomma, tante conoscenze diverse che hanno dialogato in un grandissimo lavoro di squadra.
Alessandra Fraternale ― Nel nostro Dipartimento di Scienze Biomolecolari sono state coinvolte diverse figure e diverse sezioni. Importantissimo è stato il confronto costante con il Professor Mauro Magnani, Presidente della Scuola di Scienze Biologiche e Biotecnologiche. Essenziale è stata la collaborazione con i colleghi chimici del gruppo di ricerca del Professor Giovanni Piersanti, che hanno sintetizzato le molecole con cui abbiamo lavorato e hanno messo a punto e ottimizzato il procedimento di sintesi.
I colleghi biochimici sono stati fondamentali nella valutazione dei meccanismi con cui le molecole impediscono il riconoscimento tra Spike e recettore. Penso, in particolare, alla Professoressa Rita Crinelli che ha ben accolto l’idea di lavorare su queste molecole e ci ha accompagnate nel percorso. In generale, mi piace sottolineare lo spirito collaborativo che ha unito tutte le persone coinvolte, non solo dal punto di vista scientifico ma anche umano. Abbiamo studiato e lavorato insieme per un obiettivo comune e credo che questo abbia fatto la differenza.
Per raggiungere risultati importanti occorrono tanti saperi, tante competenze diverse e una grande capacità di partecipazione e di condivisione. E voglio anche evidenziare il ruolo importantissimo delle studentesse, degli studenti, dei tecnici, dei dottorandi e degli assegnisti delle due Università che hanno lavorato tutti con grande impegno in prima linea.
Lucia Nencioni ― Concordo. Dobbiamo senz’altro ringraziare questi giovani perché senza il loro contributo la ricerca scientifica, nel senso più ampio e generale del termine, non potrebbe andare avanti.
Le molecole studiate potrebbero contribuire allo sviluppo di antivirali di nuova generazione?
Sì, ma non nell’immediato. Il nostro è uno studio in vitro, che ci ha permesso di valutare la tossicità delle molecole sul monostrato cellulare. I passi successivi prevedono di fare questa valutazione anche in vivo, vale a dire su un modello animale prima di passare alla sperimentazione clinica nell’uomo.
La ricerca continua?
Alessandra Fraternale ― Deve continuare! Ovviamente tutto dipende dalla disponibilità di fondi, che nel nostro lavoro è una dolente nota. Siamo entrambe decise a continuare perché crediamo molto nel progetto e siamo alla ricerca di finanziamenti che ci permettano di avvicinarci agli step successivi, e testare l’efficacia antivirale delle molecole.
Lucia Nencioni ― Ci auguriamo veramente di poter dare seguito ai nostri studi rintracciando i finanziamenti che occorrono, anche per motivare i giovani che in questo percorso ci accompagnano con grande entusiasmo.
Auspico alle studentesse e agli studenti che si formano nelle Università italiane, e che provano a trasformare la loro passione per la ricerca in una professione, di trovare un percorso lavorativo ricco di soddisfazioni. L’urgenza di investire nella ricerca scientifica è, di fatto, sempre più evidente, per valorizzare il potenziale dei nostri giovani e attraverso loro garantire prospettive di crescita al Paese.