L'epidemia del nuovo coronavirus (SARS-CoV-2), iniziata alla fine del 2019, ha rappresentato una grande sfida per la comunità scientifica. Questo virus ad RNA a singolo filamento ha richiesto uno sforzo enorme per raccogliere informazioni nel minor tempo possibile.
In microbiologia, è detto virione la particella virale matura, con il suo acido nucleico (DNA o RNA) racchiuso in una capsula proteica, detta capside. Il nucleocapside è l'insieme di capside e acido nucleico, i costituenti fondamentali della struttura dei virus.
I virus, a differenza delle cellule sia procariotiche sia eucariotiche, contengono un solo tipo di acido nucleico che funge da genoma. L'acido nucleico può essere DNA o RNA, a singolo o a doppio filamento. I virus contengono un solo tipo di acido nucleico che funge da genoma, anche se alcuni possono utilizzare entrambe le tipologie, ma in momenti diversi del ciclo replicativo.
Il tipo di acido nucleico costituisce un criterio di classificazione dei virus, insieme all'organizzazione a singolo o a doppio filamento. I virus a DNA hanno prevalentemente simmetria icosaedrica, quelli a RNA presentano entrambe le morfologie. I virus a simmetria elicoidale hanno una forma bastoncellare, mentre quelli a simmetria icosaedrica assumono una forma quasi sferica.
SARS-CoV-2 possiede un genoma di 29.881 basi azotate, che codifica per 9.860 aminoacidi.
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Il Ruolo della Proteina del Nucleocapside (N)
Una piccola proteina che racchiude il genoma del coronavirus Sars-Cov-2 potrebbe essere un elemento importante da studiare per la ricerca di nuovi trattamenti. Si tratta della proteina N, il nucleocapside, che costituisce il guscio protettivo dei virus. Il complesso RNA virale - proteina N costituisce il cosiddetto nucleocapside.
È da segnalare che dagli studi sulla proteina N è emerso che quest'ultima sia coinvolta anche nella trascrizione e nella replicazione dell'RNA virale.
Secondo una ricerca condotta dalla Pennsylvania State University la sua struttura risulta simile in vari coronavirus e addirittura fra le varianti del Sars-Cov-2. Questo la rende un potenziale bersaglio da colpire attraverso terapie mirate per ridurre infiammazione e sintomi persistenti tipici di chi soffre di long Covid. I risultati sono pubblicati sulla rivista Nanoscale.
Proteina Spike e Proteina N a Confronto
Attualmente la maggior parte dei test diagnostici e i vaccini si basano sulla proteina spike (S), più grande della proteina N, con cui il virus aggancia e infetta le cellule. Un'altra differenza riguarda il fatto che la spike è più esterna, come un uncino che emerge dal virus, mentre la proteina N funge da rivestimento del genoma del virus ma è racchiusa in uno strato più interno.
La sua maggiore profondità fa sì che sia quella in generale più conservata e meno soggetta ai cambiamenti - le mutazioni - che danno luogo alla comparsa di forme virali differenti, le varianti. Dopo che il virus è entrato nell'organismo nel sangue la proteina N, come la S, circola liberamente e causa una forte risposta immunitaria con la produzione di anticorpi. Per questo molti test sierologici per il rilievo degli anticorpi anti Sars-Cov-2 si basano sul rilievo di anticorpi diretti non solo contro la spike ma anche contro la proteina N.
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Struttura e Funzione del Nucleocapside
Il nucleocapside è composto dal capside e dall'acido nucleico. Il capside è un rivestimento, detto envelope o pericapside, che protegge il materiale genetico del virus. I virus che possiedono questo rivestimento sono chiamati "rivestiti".
L'organizzazione dei protomeri e, quindi, la disposizione dei capsomeri nel capside è altamente simmetrica. Nella simmetrica elicoidale il virus assume una forma bastoncellare. I protomeri hanno una disposizione elicoidale che segue l'andamento e si adatta alla lunghezza dell'acido nucleico.
Studiare la Proteina N per Nuove Terapie
Secondo gli autori ci sono ancora pochi studi sulla proteina nucleocapside, che potrebbe fornire un importante punto in cui attaccare il virus, un tallone d'Achille ancora non esplorato. Per questo hanno messo a fuoco la struttura della proteina N con un microscopio crioelettronico.
La procedura è articolata: i ricercatori hanno purificato le proteine, in campioni che contenevano soltanto queste, e le hanno inserite in microchip dalla struttura tale che le proteine si sono attaccate alla loro superficie esterna. Una volta preparato il tutto hanno congelato i campioni, studiati con il microscopio.
Gli autori hanno analizzato sia la struttura della proteina N e il sito di legame, il punto in cui gli anticorpi si legano utilizzando materiale sierologico - dal sangue - dei pazienti con Covid-19. I ricercatori hanno inoltre costruito un modello 3D della proteina N, come accaduto negli scorsi mesi per la proteina spike.
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I risultati dell'analisi mostrano che il punto in cui gli anticorpi si legano al nucleocapside rimane lo stesso in ogni campione, rendendo questo elemento un potenziale bersaglio terapeutico nei pazienti colpiti da tutte le varianti note del Sars-Cov-2.
Implicazioni per il Long Covid
“Abbiamo scoperto nuove caratteristiche della proteina N”, ha spiegato Deb Kelly, docente di Ingegneria biomedica e coordinatrice dello studio, “che potrebbero avere ampie implicazioni nei test sugli anticorpi e negli effetti a lungo termine di tutti i virus correlati ai coronavirus Sars”, ovvero per ora Sars-Cov-1, causa della Sars nel 2002-2003, e Sars-Cov-2.
“Dato che risulta che la proteina N sia conservata fra le varianti del Sars-Cov-2 e del Sars-Cov-1 - aggiunge la ricercatrice - trattamenti costruiti per colpite la proteina N potrebbero aiutare a eliminare i sintomi più forti o duraturi sperimentati da alcune persone”. Il risultato potrebbe giovare, in futuro e qualora si troveranno terapie, a chi soffre di sintomi duraturi.
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