Pubblicato il 27 novembre 2024
Blog Annika Kratzel – SARS-CoV-2
Alcuni fattori chiave dell’infezione da SARS-CoV-2 possono essere utilizzati come bersagli farmacologici
Nella maggior parte dei casi, quando emerge un nuovo virus precedentemente sconosciuto, non esistono medicamenti o vaccini per contrastarlo. Lo stesso è avvenuto anche all’inizio della pandemia da SARS-CoV-2. Esistono diversi modi per sviluppare trattamenti antivirali. Da un lato, ci sono medicamenti che agiscono direttamente contro il virus: in questo caso, un virus può «sfuggire» al medicamento sviluppando nuove varianti virali. Dall’altro lato, è possibile impedire l’infezione utilizzando farmaci che bloccano meccanismi importanti per la replicazione virale nella cellula umana. Uno degli obiettivi del mio progetto di dottorato è stato quello di comprendere meglio le infezioni da SARS-CoV-2 nelle cellule, al fine di individuare i meccanismi che potrebbero servire come bersagli farmacologici.
Nelle cellule umane sono presenti circa 20 000 fattori, tutti implicati nel buon funzionamento delle cellule. Il SARS-CoV-2 «ruba» il compito ad alcuni di questi fattori cellulari per favorire l’infezione.
Le fasi più importanti dell’infezione da SARS-CoV-2 sono, in ordine cronologico:1. Ingresso del virus nella cellula.
2. Rilascio dell’informazione genetica del virus nella cellula.
3. Replica dell’informazione genetica del virus.
4. Impacchettamento dell’informazione genetica del virus in nuovi virioni.
5. Uscita del virus dalla cellula.La sfida per me è stata quella di identificare quali di questi 20 000 fattori hanno una «funzione chiave» per l’infezione da SARS-CoV-2. Insieme ai miei colleghi nel gruppo di Volker Thiel abbiamo utilizzato un metodo particolare per identificare 3 fattori importanti che possono essere utilizzati come bersagli per i medicamenti capaci di prevenire l’infezione da SARS-CoV-2.
Abbiamo usato le cosiddette «forbici genetiche» (CRISPR) per identificare i fattori di una cellula essenziali per l’infezione da SARS-CoV-2. Utilizzando le «forbici genetiche», abbiamo «tagliato» ciascuno dei 20 000 fattori, individuandone così 3 senza i quali il SARS-CoV-2 non può replicarsi nelle cellule. La difficoltà consisteva nel trovare un equilibrio tra l’eliminazione del virus e al tempo stesso proteggere le cellule, in modo che potessero continuare a funzionare bene nonostante la perdita dei fattori.
Utilizzando le forbici genetiche, abbiamo identificato i 3 fattori «TMEM41B, FKBP8 e MINAR1» come importanti per l’infezione da SARS-CoV-2. Queste nuove conoscenze hanno portato a una migliore comprensione del virus nella cellula.
Questo lavoro è un buon esempio di come la ricerca di base e la sua applicazione in medicina possano sovrapporsi. Da un lato, con «TMEM41B, FKBP8 e MINAR1» abbiamo trovato fattori importanti per il proceddo di infezione da SARS-CoV-2, approfondendo così la nostra conoscenza del virus. Dall’altro lato, abbiamo scoperto dei bersagli per potenziali medicamenti contro la COVID-19.
È stato straordinario avere l’opportunità di contribuire con il nostro lavoro alla lotta alla pandemia. È stato particolarmente emozionante esplorare il decorso della pandemia in laboratorio, più o meno in tempo reale. Non solo ho capito quanto sia lungo il percorso che porta dai risultati della ricerca di base alla produzione di medicamenti o vaccini, ma anche quanto siano importanti la precisione e l’efficienza nel nostro lavoro.
La cosa che mi è piaciuta di più è stata la possibilità di lavorare con colleghe e colleghi che stimo molto e di imparare da loro. Ho fatto molte amicizie durante il mio periodo all’IVI e questo ha reso il lavoro piacevole e divertente.
Anche dopo il dottorato vorrei continuare a fare ricerca. Poiché l’IVI mi è piaciuto molto e posso ancora imparare molto, per ora rimango qui. La mia attenzione si concentrerà poi su altri coronavirus e su nuove tecnologie. Vogliamo visualizzare e seguire al microscopio il materiale genetico dei coronavirus durante un ciclo di replicazione nella cellula. Sono molto entusiasta del mio nuovo progetto.