Coronavirus 2019-nCoV: i dati microbiologici per una visione d’insieme

La città cinese di Wuhan è, da due mesi ormai, al centro dell’attenzione allarmata del mondo intero, a causa di una nuova allerta sanitaria per infezione febbrile respiratoria causata dal Coronavirus 2019-nCoV.

Lo scorso dicembre è stata diramata la prima allerta per polmonite dall’eziologia sconosciuta, presso la cittadina di Wuhan nella provincia di Hubei. Il comunicato indicava quale originario focolaio il Mercato Generale di Frutti di Mare, nel quale si commercializzano anche animali vivi di diverse specie. L’intervento dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) il 31 dicembre 2019 ha invitato le autorità sanitarie locali di HongKong, Macau e Taiwan ad intensificare la sorveglianza alle frontiere. Al crescente clima di tensione, le autorià in questione hanno risposto con indagini epidemiologiche e chiusura del Mercato di Wuhan dal 1° gennaio 2020.

Indentificazione del nuovo invasore

I primi risultati delle analisi microbiologiche hanno, quindi, escluso la responsabilità dei già noti coronavirus detti SARS-CoV e MERS-CoV, come pure dell’influenza aviaria e di altri comuni virus respiratori. I ricercatori cinesi sono riusciti, in tempi brevi, ad isolare un ceppo virale cui è stato assegnato il nome di 2019-nCoV, da uno dei primi pazienti colpiti, già il 7 gennaio 2020. Di questo virus si è ottenuto anche il sequenziamento completo del genoma, prassi di partenza per ideare poi controffensive molecolari adeguate.

Dall’amplificazione genica (PCR), completata il 12 gennaio 2020, i ricercatori hanno scoperto che questo nuovo ceppo virale sia un Beta-coronavirus, di gruppo 2B, con una similarità di sequenza genica con il SARS-CoV del 70%.

I coronavirus, infatti, sono un gruppo di patogeni afferenti alla famiglia dei Coronaviridae ed all’ordine dei Nidovirales. Ne esistono 4 generi:

  • Alfa-CoV
  • Beta-CoV
  • Gamma-CoV
  • Delta-CoV

Il 2019-nCOV possiede un singolo filamento di RNA molto lungo (30 kb) che codifica per 4 proteine strutturali e molte non strutturali. E’ il caso, per esempio delle proteine ORF1a ed ORF1b, che manipolano il Sistema Immunitario dell’ospite.

In principio fu il coronavirus della SARS a far tremare le vene e i polsi

La famigerata SARS (Sindrome Acuta Respiratoria Severa) è una zoonosi provocata da un altro componente della famiglia dei Coronaviridae, il SARS-CoV. Emerso in Cina nel 2002, prima di diffondersi in 29 Paesi nel 2003, ha causato ben 8098 casi mondiali, con un tasso di mortalità del 9.6%. La trasmissione nosocomiale del virus fu piuttosto frequente, ma il primo serbatoio infettivo si scoprì essere i pipistrelli.

La MERS (Sindrome Respiratoria Mediorientale), invece, fu una zoonosi, letale per l’uomo, endemica del Medioriente e provocata sempre da un coronavirus, il MERS-CoV (Fig.1). Il serbatoio animale, in quel caso, furono i cammelli (Fig.2) ed i loro prodotti organici (Fig.3), con una percentuale di casi mortali del 35%.

I coronavirus: virus respiratori e non solo

I virus rappresentano i principali responsabili di infezioni dei tratti respiratori. Sono circa 200 i ceppi virali presenti nelle vie aeree umane: Rhinovirus, Coronavirus, Adenovirus, Metapneumovirus, Orthopneumavirus, virus inflenzali.

I virus: tecnicamente neanche esseri viventi

Tutti i virus si potrebbero descrivere grossolanamente come forme di micro-esistenza potenziale, distinguibili solo nella loro forma extra-cellulare, cioè appena fuoriusciti dall’ultima vittima: la cellula ospite, dalla quale hanno preteso collaborazione biochimica per i loro scopi proliferativi. All’interno delle cellule che colonizzano, infatti, i virus non sono mai reperibili in forma compiuta, ma smembrata nei loro elementi costitutivi. Il filamenti di acidi nucleici (DNA o RNA) cercano spasmodicamente di moltiplirsi a spese dei tempi e dei cicli cellulari. Essi impegnano, infatti, gli organuli cellulari atti alla traduzione del genoma in aminoacidi, i ribosomi, ma anche il reticolo endoplasmico (con varie funzioni metaboliche). Poco prima di lasciare l’ospite, poi, si ricompongono nelle morfologie entrate ormai nell’immaginario collettivo come ragnetti o piccole sonde spaziali.

In base alla loro struttura, inoltre, i virus si distinguono in:

  • Nudi
  • Capsulati

Alcuni virus sono costituiti solo da materiale genetico (DNA o RNA) ed un astuccio proteico, il capside, per contenerlo e veicolarlo fortunosamente nelle cellule in cui potrà dar seguito alla propria missione proliferativa. Questi virus si dicono nudi. Ma ne esistono altri che, all’esterno del capside, sono ulteriormente rivestiti da uno strato membranoso, chiamato pericapside, con molteplici funzioni. Questi sono i virus capsulati. I Coronavirus sono virus capsulati.

Lo strato più esterno dei ceppi virali corazzati svolge funzioni di riconoscimento delle componenti cellulari (antìgeni) cui “agganciarsi” per poi invadere le cellule ospiti. L’aggiunta membranosa, inoltre, ha spesso significato di canale ionico con cui agevolare scambi a cavallo delle membrane ospiti. Paradossalmente, tuttavia -è opportuno sottolinerlo-, gli stipiti virali più rivestiti sono anche quelli che denudati sarebbero oltremodo fragili e vulnerabili. Essi, infatti, soffrono notevolmente di più le condizioni ambientali extra-cellulari e risultano gravemente danneggiati da disinfettanti organici, come eteri ed alcoli, solventi delle membrane lipidiche del pericapside.

I coronavirus umani

La polmonite virale provocata dal 2019-nCoV, che tiene il mondo con il fiato sospeso, si manifesta con febbre (nel 90% dei casi), malessere generale, tosse secca (80% dei casi), fiato corto (20% dei casi) e difficoltà respiratorie (15% dei casi). In tutti, si osserva leucopenia e linfopenia, rispettive carenze di globuli bianchi e cellule linfocitarie, gli araldi del nostro complesso Sistema Immunitario.

La maggior parte delle infezioni da coronavirus sono, tuttavia, auto-limitanti ed i virus vengono, di solito, eliminati dal nostro Sistema Immunitario, con conseguenze minime per l’ospite. D’altro canto, negli individui più vulnerabili, i virus possono raggiungere tratti respiratori profondi, generando esiti di bronchite, polmonite, asma, patologia polmonare ostruttiva cronica (COPD).

Studi sempre più approfonditi, inoltre, chiariscono anche che i coronavirus umani, quali patogeni opportunisti, sono anche in grado di valicare i confini delle vie aeree e raggiungere organi come il Sistema Nervoso Centrale, in cui possono restare a lungo e promuovere altri tipi di disturbi.

La barriera epiteliale respiratoria

Nelle vie aeree umane i coronavirus possono determinare la distruzione dell’epitelio nasale: nonostante i virus siano di solito presenti nella porzione apicale delle cellule epiteliali, una significativa guarnigione si addentra fino alla membrana baso-laterale (BL). E’ così che, da virus respiratori, i Coronavirus superano la barriera epiteliale e raggiungono il circolo ematico o linfatico propagandosi poi a diversi tessuti, incluso il Sistema Nervoso Centrale. E’ ormai noto, grazie al lavoro condotto da Mariana Mesel-Lemoine e colleghi, che differenti ceppi di Coronavirus umani, tra cui il SARS-CoV, hanno una peculiare competenza infettiva per le cellule mieloidi, madri staminali di classi di globuli bianchi (granulociti). Questo ennesimo colpo basso alle difese dell’ospite, manipola la sua immunità innata e agevola co-morbilità, soprattutto in soggetti immunodepressi.

Alla ricerca di somiglianze genetiche per gestire l’emergenza

Analisi filogenetiche finora condotte, i cui risultati sono depositati presso la GenBank, hanno rivelato che il ceppo 2019-nCoV possiede un legame strettissimo con i SARS-CoV dei pipistrelli (bat-SL-CoVZX45 e bat-SL-CoVZX21). I Coronavirus SARS umani sono, però, più simili ai virus SARS dei pipistrelli, che ad altri coronavirus di questa specie animale. Invece, il nuovo ceppo 2019-nCoV (Fig.4) mostra somiglianze sia con i virus SARS dei pipistrelli che con altri coronavirus di questi piccoli mammiferi placentati. Tale affinità filogenetica con i pipistrelli, allontana, dunque, il nuovo virus dal noto profilo della SARS umana.

Il Coronavirus è un retrovirus, cioè un virus dotato di RNA con relativa Trascrittasi Inversa per ottenere, da questo, copia del DNA con istruzioni preziose per la replicazione virale.
Fig.4- Coronavirus 2019-nCoV, il cui nome deriva dagli spikes (asperità superficiali) osservabili al microscopio elettronico che gli conferiscono un aspetto “coronato”. Si tratta di glicoproteine, Proteine S, che si legano a recettori di membrana delle cellule ospiti umane, favorendo la fusione con esse e poi la penetrazione del virus o del solo suo materiale genetico.

Alla luce delle ultime valutazioni analitiche, l’inquietudine non si placa se si pensa che questi animali-serbatoio non siano neppure tra quelli commercializzati a scopo alimentare presso il famigerato mercato di Wuhan. Molti interrogativi sull’eziologia di questa nuova “piaga”, quindi, restano orfani di riscontri illuminanti. Come sempre, in casi di minacce esistenziali globali, le origini o le responsabilità reali sono difficili da cogliere, lasciate trapelare solo ad utilità, per le fonti, già ottenuta.

Riferimenti biliografici

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