Coronavirus: sull’origine dell’epidemia e le relative bufale

Sull’origine dell’epidemia Covid-19, dovuta al virus SARS-Cv-2 se ne sono dette tante. Cerchiamo di analizzare gli aspetti piu’ tecnici della questione.

Questo articolo intende raccogliere e divulgare alcune informazioni che mettano in chiaro la questione di dove è nato e come ha fatto a diventare così “cattivo”. Naturalmente in modo “distaccato” e cioè senza nessuna considerazione di tipo politico, religioso, sociale e quant’altro; soltanto quelli che sono i fatti scientifici.

Alcune definizioni base

Il virus si chiama SARS-Cov-2: all’inizio era stato indicato come 2019-nCov, ma poi l’International Committee on Taxonomy of Viruses lo ha ribattezzato nell’attuale Sars-Cov-2 perché l’attuale protagonista della pandemia condivide con Sars-Cov, il coronavirus responsabile della SARS del 2003, circo l’80% del genoma e una evidente affinità nelle manifestazioni cliniche delle due infezioni: (COVID-19 è appunto una SARS (severe acute respiratory syndrome (sindrome acuta di respirazione molto importante)

Invece la forma epidemica è stata chiamata COVID-19, ovvero COronaVIrus Disease 2019 (l’anno della sua scoperta). Sono passati i bei vecchi tempi in cui alle grandi epidemie veniva dato il titolo di “Peste”, indipendentemente dall’agente eziologico coinvolto, oggi si preferisce usare acronimi più precisi e descrittivi ma soprattutto più utili a catalogare le peculiarità` delle malattie aiutando a capire a colpo d’occhio le similitudini.

I coronavirus ed il SARS-Cov-2

SARS-Cov-2 è un Coronavirus, e cioè un virus della famiglia Coronaviridae. i Coronavirus sono virioni a singolo filamento di RNA (che rappresenta il loro genoma, cioè la somma di tutti i loro geni) che oltre al capside (l’involucro che protegge il cromosoma) possiedono un involucro pericapsidico. Questo involucro, che gli dona la caratteristica forma a corona è composto da un mix di proteine virali e pezzi della membrana cellulare dell’ospite (e cioè noi) ed ha lo scopo di proteggere il virus rendendolo, ad esempio, più difficile da identificare per il sistema immunitario dell’ospite.

Stanno uscendo molti articoli soprattutto sui metodi di cura. Una cosa molto importante è che i ricercatori di tutti i Paesi hanno deciso di condividere i dati, in particolare per quello che ci interessa qui il codice genetico del virus. Un articolo estremamente interessante che investiga sull’origine di SARS-Cv-2 è appena uscito su Nature Medicine sotto forma di breve comunicazione (Andersen et al, 2020).

Cosa sono i virus

Secondo un classico manuale di microbiologia i virus sono “elementi genetici che replicano indipendentemente dai cromosomi cellulari ma non dalle cellule stesse” (Brock Biologia dei Microorganismi).

Una riproduzione 3D del virus SARS-Cov-2, responsabile della pandemia COVID-19 (Photo Credits: CDC).

In pratica significa che i virus non hanno un metabolismo e quindi per riprodursi e sopravvivere hanno bisogno di cellule viventi (animali, piante, batteri) e per farlo devono “infettare” suddette cellule. Questo significa che questi virus esistono in due forme: 

  • una forma extracellulare, ovvero quella che siamo abituati a vedere sui libri e in televisione
  • una forma intracellulare, più subdola, costituita dal cromosoma del virus e dalle proteine che questo codifica all’interno della cellula ospite

In questa seconda forma il virus è in grado di prendere il controllo del metabolismo del suo ospite per fargli produrre un gran numero di copie del virus fino, in alcuni casi, ad ucciderlo – come avviene alla fine del ciclo litico dei batteriofagi (virus dei batteri).

I virus, come tutti i parassiti, tendono ad essere estremamente specifici perché sono “coadattati” per sopravvivere sfruttando un particolare ospite al meglio. Capita però, in determinate circostanze molto particolari e rare, che un virus faccia il “salto”, ovvero l’agente patogeno, che infetta una specie di organismo evolve rapidamente a seguito di mutazione e acquisisce la capacità di invadere una nuova specie di ospite.

SARS-Cov-2 è il settimo coronavirus noto per infettare gli esseri umani. Dei precedenti solo due, SARS-Cov (responsabile della SARS del 2003) e MERS-Cov (responsabile della Middle East Respiratory Syndrome – MERS – del 2012) hanno dato delle infezioni severe, mentre HKU1, NL63, OC43 and 229E hanno sempre provocato sintomi abbastanza lievi.

Come mai SARS-Cov2 è così infettiva

Tutto si gioca sui recettori. I recettori sono proteine che protrudono dalla superficie delle cellule (tutte, nessuna esclusa) e funzionano come delle antenne che captano, legandosi a specifiche molecole, i segnali dal mondo esterno (che per le nostre cellule sarebbe comunque l’interno del nostro corpo), trasmettendo le informazioni all’interno della cellula. Dal momento che i recettori sono essenziali alla sopravvivenza delle cellule e presenti sulla superficie di tutte le cellule viventi, essi sono anche il bersaglio ideale per organismi che vogliono legarsi alla superficie delle cellule per invaderle, come ad esempio i virus.

Schematico funzionamento di un recettore celulare (Photo Credits: Wikimedia)

Innanzitutto Anderson e soci hanno potuto notare che SARS-Cov-2 ha due caratteristiche importanti:

il virus si è evoluto per legarsi con alta affinità al recettore umano ACE2 (un enzima che serve alla regolazione dell’angiotensina, un ormone che regola la pressione del sangue) anche se l’interazione tra la “spike protein” e il recettore ACE2 non è ottimale e questa è una forte evidenza di come si sia trattato di un salto da un’altra specie a ll’uomo;

la “spike protein”, la proteina che forma la raggera del virione possiede una particolare regione che facilita il taglio da parte della proteasi furina (il taglio da parte di questo enzima è importante per il processo di infezione delle cellule ospiti).

Ipotesi sull’origine del SARS-Cov2

Come è noto le possibilità sono virus “artificiale” o “naturale”. Per Anderson et al. (2020) è assolutamente improbabile che sia artificiale per tre motivi distinti:

  • la cinetica di legame al recettore umano è – diciamo così – estremamente originale e per quanto sia efficace è ben lungi dall’essere ottimale: non sarebbe quindi stato usato uno dei tanti sistemi (estremamente precisi) di ingegneria proteica che sono stati ipotizzati fino ad ora per farlo;
  • non è stato usato nessuno dei sistemi di retro-ingegneria genetica (ovvero quelle tecniche che permettono di “copiare” meccanismi funzionanti da un organismo ad un altro) – non esiste un Coronavirus conosciuto con un recettore con le stesse caratteristiche;
  • non vi sono tracce dell’uso di “modelli” presenti ad oggi utilizzati per la generazione di virus e retrovirus in laboratorio; si tratta di tecnologie che vengono comunemente utilizzate per creare virus per fini di ricerca.

A questo si aggiunge la “non ottimale” interazione con il recettore umano vista sopra

Insomma… ci sarebbero state altre strade più semplici se qualcuno avesse voluto fabbricare di proposito un virus: in caso di evento accidentale è poi assolutamente impossibile che non ci fossero tracce nella letteratura scientifica di processi simili. Quanto ad averlo sparso di proposito è altrettanto improbabile perché tanto dal codice genetico non sarebbe stato scoperto lo stesso l’autore di questo virus.

Un pangolino degli alberi (photo credits: Wikimedia)

Il salto di specie

Per quanto riguarda invece il caso del “salto di specie” sono state considerate due specie: un pipistrello (Rhinolophus affinis) e un pangolino (Manis javanica). Mentre tutti conoscono i pipistrelli, in occidente pochi fra coloro che non hanno studi di Scienze naturali conoscono i pangolini, unici esponenti dell’ordine dei Folidoti: sono dei parenti stretti dei mammiferi appartenenti all’ordine dei carnivori (il che potrebbe sembrare strano, ma è stato dimostrato dal punto di vista genetico (Springer et al, 2004)).

Anzi, volendo è stato uno dei più clamorosi risultati dei primi lavori che si sono occupati della genetica dei mammiferi. Ne ho parlato anche in un precedente articolo.

Lunghi da 30 cm a un metro, i pangolini per difendersi dai loro nemici naturali hanno un sistema piuttosto particolare: una corazza impenetrabile composta da grosse squame cornee, dure e mobili e quando si sentono in pericolo si appallottolano. Purtroppo per i pangolini, le scaglie che compongono questa corazza rappresentano un ingrediente pregiato nella medicina tradizionale cinese e costano tantissimo e contro gli esseri umani la difesa a questo modo funziona ovviamente malissimo (anzi, non scappano e li prendi in mano…). Per cui sono sottoposti ad un intenso bracconaggio.

I pangolini nello specifico

Fra i coronavirus che infettano i pangolini sono presenti dei domini di legame al recettore (RBD) estremamente simili a quelli presenti sulla “spike protein” di SARS-Cov-2. Le stime dei tempi del più recente antenato comune dei ceppi attualmente attivi del virus indicano l’emergenza del virus tra la fine di novembre 2019 e l’inizio di dicembre 2019, compatibile con i primi casi confermati retrospettivamente. Questo scenario presume quindi un periodo di trasmissione non riconosciuta nell’uomo tra l’evento zoonotico iniziale e l’acquisizione delle mutazioni necessarie a legare il recettore umano dell’angiotensina. Non è ancora chiaro se la mutazione della “spike protein” necessarie per un efficiente contagio dell’uomo (compreso il particolare sito di taglio della furina di cui abbiamo parlato prima) si siano evolute prima o dopo il passaggio del virus agli ospiti umani.

La conclusione comunque è che SARS-Cov-2 sia un virus che ha effettuato un salto di specie fra il pangolino di Giava e l’uomo attorno alla fine del 2019 (o forse un pò prima).

Articolo per “La Scienza Risponde” a cura di Aldo Piombino e Matteo Bonas

Bibliografia

Andersen et al (2020) The proximal origin of SARS-CoV-2 Nature Medicine https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9

Springer et al (2004): Molecules consolidate the placental mammal tree – Trends in ecology and evolution 19, 430 – 438

https://aldopiombino.blogspot.com/2009/08/la-nuova-classificazione-dei-mammiferi.html

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