Principale debolezza del COVID-19 scoperta

Nuove ricerche hanno identificato che il virus COVID dipende da un processo di SUMOilazione chiamato post-traduzionale umana per la replicazione, un processo simile a quello dell'influenza A e B. Bloccare questo processo potrebbe portare allo sviluppo di farmaci antivirali efficaci contro virus multipli, inclusa l'influenza, il RSV e l'Ebola.

Ricerche recenti dell'Università di Riverside hanno identificato il punto debole del COVID, la sua dipendenza da proteine umane chiave per la sua replicazione, che può essere utilizzata per evitare che il virus provochi malattie.

In un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Viruses, il team di ricerca dell'UCR descrive una scoperta importante. La proteina N nel COVID, responsabile della replicazione del virus, ha bisogno dell'aiuto delle cellule umane per svolgere il suo compito.

Le istruzioni genetiche presenti nelle nostre cellule vengono trascritte dal DNA all'mRNA messaggero e quindi tradotte in proteine che consentono funzioni come la crescita e la comunicazione con altre cellule. Dopo questo evento di traduzione, le proteine spesso necessitano di modifiche aggiuntive da parte di enzimi. Queste modifiche chiamate modifiche post-traduzionali garantiscono che le proteine siano adatte a svolgere i compiti previsti.

Il COVID approfitta di un processo di post-traduzione umana chiamato SUMOilazione, che guida la proteina N del virus verso la posizione corretta per l'incapsulamento del suo genoma dopo l'infezione delle cellule umane. Una volta nel posto giusto, la proteina può iniziare a copiare i suoi geni in nuove particelle virali infettive, invadendo più cellule e rendendoci più malati.

"Nella posizione sbagliata, il virus non può infettarci", ha detto Quanqing Zhang, co-autore del nuovo studio e responsabile del laboratorio centrale di proteomica presso l'Istituto per la biologia genomica integrativa dell'UCR.

Un singolo virus COVID. Credito: Maya Peters Kostman / Innovative Genomics Institute

La proteomica è lo studio di tutte le proteine che un organismo produce, del modo in cui sono modificate da altri enzimi e dei ruoli che svolgono in un organismo vivente. "Se qualcuno si infetta, forse una delle sue proteine si presenterà diversamente rispetto a prima. È ciò che cerchiamo nel nostro laboratorio", ha detto Zhang.

In questo caso, il team ha progettato e condotto esperimenti che rendono visibili le modifiche post-traduzionali delle proteine del COVID. "Abbiamo usato una fluorescenza per mostrarci dove il virus interagisce con le proteine umane e crea nuove particelle virali - particelle virali infettive", ha detto Jiayu Liao, professore di bioingegneria dell'UCR e autore corrispondente dell'articolo.

"Questo metodo è più sensibile rispetto ad altre tecniche e ci offre una visione più completa di tutte le interazioni tra le proteine umane e virali", ha aggiunto.

Utilizzando metodi simili, il team di bioingegneria ha precedentemente scoperto che i due tipi più comuni di virus dell'influenza, l'influenza A e l'influenza B, richiedono la stessa modificazione di SUMOilazione post-traduzionale per replicarsi.

Questo studio mostra che il COVID dipende dalle proteine di SUMOilazione, proprio come l'influenza. Bloccare l'accesso alle proteine umane permetterebbe al nostro sistema immunitario di eliminare il virus.

Attualmente, il trattamento più efficace per il COVID è Paxlovid, che inibisce la replicazione del virus. Tuttavia, i pazienti devono assumerlo entro tre giorni dall'infezione. "Se lo prendi dopo quel periodo, non sarà così efficace", ha detto Liao. "Un nuovo farmaco basato su questa scoperta sarebbe utile per i pazienti in tutte le fasi dell'infezione."

Le somiglianze tra i virus potrebbero consentire una nuova classe di farmaci antivirali. Con un adeguato sostegno, Liao stima che questi possano essere sviluppati entro cinque anni.

"Credo che anche altri virus possano funzionare in questo modo", ha detto Liao. "In definitiva, vorremmo bloccare l'influenza così come il COVID e potenzialmente altri virus come RSV ed Ebola. Stiamo facendo nuove scoperte per rendere questo possibile", ha concluso Liao.