Lo studio con il supporto di Human Cell Atlas (Atlante delle cellule umane) potrebbe aiutare a comprendere la trasmissione del virus. L’Atlante delle cellule umane è una collaborazione globale, guidata dagli scienziati, per mappare e caratterizzare tutte le cellule in un corpo umano sano: tipi di cellule, numeri, posizioni, relazioni e componenti molecolari, una volta completato, sarà una risorsa fondamentale per gli scienziati, consentendo loro di comprendere meglio come funzionano le cellule sane e cosa non va quando colpisce la malattia.
È emerso che due tipi specifici di cellule nel naso sono stati identificati come probabili punti di infezione iniziale per il coronavirus Covid-19. Gli scienziati hanno scoperto che nel naso le cellule caliciformi e le cellule ciliate hanno alti livelli di proteine che il coronavirus Covid-19 utilizza per entrare nelle nostre cellule. L’identificazione di queste cellule da parte del team di ricercatori dell’Istituto Wellcome Sanger, del Centro medico universitario Groningen dell’Università della Costa Azzurra e del Cnrs, Nizza e i loro collaboratori, come parte della rete biologica del polmone dell’Atlante delle cellule umane (Human Cell Atlas), potrebbero aiutare a spiegare l’elevata velocità di trasmissione del coronavirus Covid-19.
Lo studio riportato in Nature Medicine, è il primo pubblicato con Lung Biological Network, è parte di un impegno internazionale in corso per utilizzare i dati dell’Atlante delle cellule umane per comprendere le infezioni e le malattie. Recentemente è stato dimostrato che le cellule dell’occhio e alcuni altri organi contengono anche le proteine di entrata virale. Lo studio prevede inoltre come una proteina chiave di entrata è regolata con altri geni del sistema immunitario e rivela potenziali bersagli per lo sviluppo di trattamenti per ridurre la trasmissione.
La nuova malattia come il coronavirus Covid-19 colpisce i polmoni e le vie respiratorie. I sintomi del paziente possono essere simil-influenzali, tra cui febbre, tosse e mal di gola, mentre alcune persone potrebbero non manifestare sintomi ma avere ancora il virus trasmissibile, nel peggiore dei casi, provoca polmonite che alla fine può portare alla morte. Si pensa che il virus si diffonda attraverso le goccioline respiratorie prodotte quando una persona infetta tossisce o starnutisce e sembra essere facilmente trasmessa all’interno delle aree interessate. Finora il virus si è diffuso in oltre 210 paesi e ha causato oltre 197.000 vittime.
Gli scienziati di tutto il mondo per aiutare a prevenire la trasmissione e sviluppare un vaccino stanno cercando di capire esattamente come si diffonde il virus, mentre è chiaro che il virus noto come Sars-CoV-2, causa il coronavirus Covid-19 e per infettare le nostre cellule utilizza un meccanismo simile al coronavirus correlato che ha causato l’epidemia di Sars del 2003, i tipi esatti di cellule del naso coinvolte nel contagio non era stato precedentemente individuato.
I ricercatori per scoprire quali cellule potrebbero essere coinvolte nella trasmissione del coronavirus Covid-19, hanno analizzato più set di dati presenti nel database di Atlas Cell Humans, analizzando quelle del sequenziamento del RNA a singola cellula, provenienti da oltre 20 tessuti diversi di persone non infette. Includevano cellule dal polmone, cavità nasale, occhio, intestino, cuore, reni e fegato. I ricercatori hanno cercato quali singole cellule esprimessero entrambe le due proteine di entrata chiave utilizzate dal coronavirus Covid-19 per infettare le nostre cellule.
Waradon Sungnak, nell’articolo riportato sul sito Wellcome Sanger Institute, ha detto:
«Abbiamo scoperto che la proteina del recettore – ACE2 – e la proteasi TMPRSS2 che possono attivare l’ingresso Sars-CoV-2 sono espresse in cellule in diversi organi, comprese le cellule sul rivestimento interno del naso. Abbiamo quindi rivelato nel naso che tra tutte le cellule delle vie aeree, le cellule caliciformi che producono muco e le cellule ciliate, entrambe avevano i livelli più alti di proteine del coronavirus Covid-19. Ciò rende queste cellule la via di infezione iniziale più probabile per il virus».
Martijn Nawijn del Centro medico universitario di Groningen nei Paesi Bassi, in nome della rete biologica polmonare di Human Cell Atlas, ha detto:
«È la prima volta che queste particolari cellule del naso sono state associate al coronavirus Covid-19: mentre ci sono molti fattori che contribuiscono alla trasmissibilità del virus, i nostri risultati sono coerenti con i rapidi tassi di infezione del virus visti finora. La posizione di queste cellule sulla superficie interna del naso le rende altamente accessibili al virus e può anche aiutare con la trasmissione ad altre persone».
Le due proteine chiave di ingresso ACE2 e TMPRSS2 sono state trovate anche nelle cellule della cornea dell’occhio e nel rivestimento dell’intestino. Ciò suggerisce un’altra possibile via di infezione attraverso i dotti oculari e lacrimali e ha anche rivelato un potenziale di trasmissione fecale-orale. Le cellule quando sono danneggiate o combattono un’infezione, attivano vari geni immunitari. Lo studio ha dimostrato che la produzione di recettori ACE2 nelle cellule del naso è probabilmente attivata contemporaneamente a questi altri geni immunitari.
Il lavoro è stato svolto nell’ambito del programma “Atlante globale di cellule umane”, mira a creare mappe di riferimento di tutte le cellule umane per comprendere la salute e le malattie. Il progetto Human Cell Atlas ha coinvolto più di 1.600 persone in 70 paesi, i dati sono disponibili per gli scienziati di tutto il mondo.
Sarah Teichmann del Wellcome Sanger Institute, copresidente del Comitato Organizzatore di Human Cell Atlas, ha aggiunto:
«Mentre stiamo aggiornando l’Atlante delle cellule umane, è già utilizzato per comprendere il coronavirus Covid-19 e identificare quali delle nostre cellule sono fondamentali per l’infezione e la trasmissione iniziale, informazioni che possono essere utilizzate per comprendere meglio come si diffonde il coronavirus. Sapere quali tipi di cellule esatte sono importanti per la trasmissione del virus fornisce anche una base per lo sviluppo di potenziali trattamenti per ridurre la diffusione del coronavirus Covid-19».
La rete biologica polmonare globale di Human Cell Atlas, continua ad analizzare i dati al fine di fornire ulteriori approfondimenti sulle cellule e sugli obiettivi che potrebbero essere coinvolti nel coronavirus Covid-19 e metterli in relazione con le caratteristiche del paziente.
Jeremy Farrar, direttore del Wellcome Sanger Institute, in conclusione ha detto:
«L’Atlante delle cellule umane, individuando le caratteristiche esatte di ogni singolo tipo di cellula, in un modo completamente nuovo sta aiutando gli scienziati a diagnosticare, monitorare e curare le malattie tra cui il coronavirus Covid-19. I ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando a un ritmo senza precedenti per approfondire la nostra comprensione del coronavirus Covid-19, questa nuova ricerca ne è la testimonianza. Collaborare oltre confine e condividere apertamente la ricerca è fondamentale per sviluppare rapidamente diagnosi, trattamenti e vaccini efficaci, garantendo che nessun paese rimanga indietro».