Osservato il meccanismo con cui il virus Sars-CoV2 getta scompiglio fra le cellule dei polmoni per danneggiarle e aprirsi la strada verso altri organi: tutto dipende dalla proteina E (envelope) che forma l’involucro virale e che viene usata per ‘manomettere’ una proteina umana (PALS1) essenziale per il mantenimento delle giunzioni che tengono unite e coese le cellule del polmone. L’interazione tra le due proteine è stata immortalata per la prima volta in 3D a risoluzione atomica dai ricercatori del Brookhaven National Laboratory, negli Stati Uniti. I risultati dello studio, pubblicati su Nature Communications, aiuteranno a sviluppare nuovi farmaci in grado di inibire questo meccanismo per prevenire le complicazioni gravi della Covid-19.
La tecnologia chiave utilizzata nello studio è la criomicroscopia elettronica, presente nel nuovo Laboratorio per le strutture biomolecolari (Lbms) che il Brookhaven National Laboratory ha inaugurato in anticipo, la scorsa estate, proprio per la sua particolare utilità nella lotta a Covid-19. La criomicroscopia elettronica permette infatti di studiare le proteine di membrana e i complessi dinamici di proteine che sono particolarmente difficili da cristallizzare per l’analisi con le tecniche tradizionali. La proteina E, che si trova nell’involucro esterno del virus vicino alla più celebre proteina Spike, contribuisce all’assemblaggio di nuove particelle virali nelle cellule infettate. Studi precedenti avevano dimostrato che gioca un ruolo cruciale nel facilitare il rilascio del virus e la sua diffusione, probabilmente perché riesce a manomettere le proteine che formano le giunzioni tra cellule.
Quando vengono distrutte quelle presenti tra le cellule polmonari, il sistema immunitario interviene prontamente per ripararle e lo fa rilasciando molecole infiammatorie, le citochine: la reazione può però peggiorare la situazione, scatenando la temutissima tempesta citochinica che porta alla sindrome respiratoria. Per studiare questo meccanismo, i ricercatori hanno immortalato l’interazione fra la proteina E e la proteina umana PALS1 che forma le giunzioni tra le cellule polmonari: grazie al fascio di elettroni ad alta energia emesso dallo speciale criomicroscopio, è stato possibile osservare fin nei dettagli atomici la struttura formata dalle due proteine osservate in 3D. “Questa struttura fornisce agli esperti di scienze computazionali la base di partenza per cercare farmaci o molecole in grado di bloccare l’interazione”, spiega il co-autore dello studio, John Shanklin. “Se troveranno elementi interessanti, abbiamo le capacità analitiche per fare un rapido screening dei candidati farmaci in modo da identificare quelli che potrebbero prevenire le gravi conseguenze della Covid-19”.
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