Pubblicato il 27 novembre 2024
Blog Silvio Steiner – SARS-CoV-2
Interazioni virus-ospite: come i coronavirus inibiscono il sistema di difesa delle cellule
Intervista con il dottor Silvio Steiner
Inizialmente l’obiettivo era comprendere meglio il ruolo dei granuli di stress* (SG) nel contesto della difesa delle cellule contro i virus. Durante un’infezione, molti virus bloccano lo sviluppo dei SG e quindi si ipotizza che questi svolgano anche un ruolo di difesa per le cellule. Il mio obiettivo era analizzare questi granuli durante un’infezione virale e capire se e come si distinguono da quelli che si sviluppano in altre situazioni di stress.
Figura 1.
Durante un’infezione, molti virus bloccano lo sviluppo dei SG e quindi si ipotizza che questi svolgano un ruolo di difesa per le cellule. Per comprendere le possibili funzioni dei SG durante un’infezione virale, ho studiato la loro composizione proteica.
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L’inizio della pandemia di COVID-19 ha avuto una grossa influenza sugli obiettivi della mia tesi di dottorato. Come laboratorio specializzato nella ricerca sui coronavirus già prima della pandemia, abbiamo concentrato le priorità della ricerca interamente sul SARS-CoV-2, con la conseguenza che il mio lavoro con i SG è passato in secondo piano e il mio dottorato si è suddiviso in due parti tematiche.
Vista l’urgenza della situazione, la massima priorità era scoprire il più possibile sulle caratteristiche del SARS-CoV-2, in modo da poterlo combattere efficacemente. Il nostro team si è concentrato in particolare sulle interazioni virus-ospite: ad esempio, sugli effetti delle differenze di temperatura tra il tratto respiratorio superiore e quello inferiore sul SARS-CoV-2 rispetto al SARS-CoV. Abbiamo studiato anche come le cellule polmonari dell’essere umano reagiscono al virus nel corso dell’infezione. Inoltre, abbiamo esaminato le funzioni di diverse proteine virali del SARS-CoV-2 per capire meglio come il virus manipola le nostre cellule.
Figura 2.
La differenza di temperatura tra il tratto respiratorio superiore e quello inferiore influisce sulla riproduzione del virus SARS-CoV-2. Con le temperature più basse del tratto respiratorio superiore, il virus si moltiplica meglio nelle cellule dell'epitelio respiratorio dell’essere umano e la difesa contro il virus è rallentata.
«Created with BioRender.com»Sull’esempio del modello murino di coronavirus, quello del virus dell’epatite dei topi (MHV)**, ho caratterizzato la composizione dei SG durante un’infezione in corso e l’ho confrontata con i SG innescati da un segnale di stress chimico. I risultati indicano che i SG prodotti dall’infezione con il MHV hanno una composizione molto diversa da quella dei SG indotti chimicamente e non corrispondono più all’immagine tipica di questi granuli.
Per i nostri studi sul SARS-CoV-2 nel gruppo del prof. dr. Volker Thiel, abbiamo utilizzato cellule polmonari umane per analizzare le differenze tra il SARS-CoV-2 e il suo predecessore (SARS-CoV). Ad esempio, il nostro team ha scoperto che il SARS-CoV-2 si moltiplica meglio alle temperature inferiori del tratto respiratorio superiore. Molto probabilmente ciò ha contribuito alla diffusione molto più rapida del SARS-CoV-2 rispetto al SARS-CoV. Inoltre, abbiamo analizzato cosa accade nelle cellule polmonari durante l’infezione e quali sono le reazioni cellulari che si verificano.Le mie scoperte contribuiscono alla conoscenza di come le nostre cellule affrontano determinate situazioni di stress e come queste funzioni possano essere alterate dai virus.
La nostra ricerca sul SARS-CoV-2 concorre a una migliore comprensione del virus e del suo impatto sull’organismo umano e può aiutare a combattere meglio il virus. I risultati costituiscono quindi una base da approfondire. Una parte speciale del progetto è stato anche la stesura di una review per una rivista scientifica. Abbiamo presentato una panoramica sulla letteratura esistente sul ciclo di vita dei coronavirus e creato così una risorsa che può aiutare altri scienziati nel loro lavoro.Essere al centro della ricerca durante i primi giorni della pandemia di SARS-CoV-2 e poter vivere in prima persona le ultime scoperte è stata una sfida incredibilmente stimolante. Lavorare direttamente con questo virus nuovo e sconosciuto in un laboratorio di alta sicurezza è stato molto interessante e mi ha dato la possibilità di imparare molto.
In generale, ho apprezzato i diversi aspetti del lavoro e l’opportunità di decidere attivamente riguardo al mio progetto. Ho imparato molte tecniche nuove e ho avuto la possibilità di introdurne alcune nel nostro laboratorio. Ho apprezzato molto il dinamismo del team e la collaborazione coordinata all’interno di esso, soprattutto durante la difficile situazione della pandemia. Anche la supervisione di studenti di laurea e di master è stata una bellissima esperienza.Continuerò a lavorare all’IVI nel gruppo del prof. dr. Volker Thiel. Mi occuperò principalmente della caratterizzazione della funzione della cosiddetta proteina NSP1 del SARS-CoV-2. Questa proteina può inibire la capacità delle cellule umane di difendersi e fare in modo che per il virus sia più facile prendere il controllo delle cellule.
Dopo gli anni interessanti nel mondo della ricerca, mi piacerebbe fare nuove esperienze e provare a lavorare nel settore privato o pubblico.
Glossario
*I granuli di stress sono piccoli condensati di proteine e molecole di RNA che si formano nelle cellule in risposta a una situazione di stress, come un’infezione, uno shock termico o una privazione di cibo. Questi granuli aiutano a proteggere la cellula bloccando la produzione di proteine non necessarie e concentrandosi sulla riparazione dei danni. Possono anche essere sfruttati dai virus per moltiplicarsi nella cellula: alcuni virus, infatti, sono in grado di inibire o manipolare la granulazione causata dallo stress per aggirare la risposta immunitaria antivirale e replicarsi.
**Il virus dell’epatite dei topi (MHV) è un coronavirus che può infettare i topi e causare malattie epatiche. È imparentato con il SARS-CoV-2, il SARS-CoV e il MERS-CoV e viene spesso utilizzato in ambito scientifico come virus modello per lo studio dei coronavirus.