Covid-19: che cosa sappiamo della proteina Spike

Secondo una stima degli scienziati, il corpo umano pare possa contenere fino a 400 000 proteine. Nell’ultimo anno, la ricerca biomedica si è concentrata soprattutto sul virus SARS-CoV-2 stabilendo che  è composto da 26 proteine, tra cui la proteina Spike che gioca il fondamentale ruolo di essere il carrier di entrata del virus nel corpo umano.

La struttura della proteina Spike e la sua azione sul nostro organismo sono stati studiati attraverso l’uso della microscopia crioelettronica (Premio Nobel per la chimica 2017). I campioni della proteina vengono congelati rapidamente a temperature molto basse, in modo da evitare  la formazione di cristalli di ghiaccio, e osservarle nelle loro forme e strutture usuali.

Un microscopio elettronico emette ripetutamente un fascio di elettroni sul campione, producendo una serie di immagini bidimensionali da diverse angolazioni che, combinate, costruiscono un’immagine tridimensionale della proteina.

La proteina Spike è formata da due subunità:

  • la sub unità S1 costituisce la parte superiore della proteina. La sua funzione è quella di legarsi a un enzima, l’ACE 2, presente nelle membrane cellulari di molte parti del corpo, compresi gli organi. L’ACE2 è l’enzima prodotto dalle cellule endoteliali dei vasi sanguigni che irrorano tutti gli organi, in particolare il polmone, e regola il sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone.
  • la sub unità S2, forma la parte inferiore della proteina. Agisce fondendosi con la membrana cellulare, funzione che le consente e le favorisce l’entrata nell’organismo dell’uomo.

La proteina Spike è costituita da tre singole proteine: ogni particella virale contiene  circa 26 di questi trimeri. Ogni trimero è cosparso di molecole di zucchero, i glicani (polisaccaridi costituenti i glicolipidi e le glicoproteine delle membrane cellulari), che mascherano la proteina Spike, non rendendola riconoscibile dal nostro sistema immunitario.

Conoscere la struttura della proteina Spike si sta rivelando particolarmente utile nella lotta contro il virus: ha accelerato lo sviluppo di vaccini in particolare quelli basati su questa proteina, ha fatto  comprendere come si infiltra e agisce nel nostro corpo aiutando lo studio di potenziali farmaci per combatterlo,  ha facilitato i ricercatori a capire come i nostri anticorpi cercano di neutralizzarlo, cioè come le mutazioni genetiche potrebbero influenzare il virus. Alcune di queste mutazioni possono introdurre cambiamenti nella struttura della proteina Spike, quindi essere in grado di confrontare le strutture tra diverse varianti del virus ci aiuta a capire come questi cambiamenti potrebbero influenzarlo.

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