Sars-Cov-2, miniorgani rivelano come distrugge il corpo

Coltivare in laboratorio mini organi, chiamati organoidi, per vedere come il virus Sars-Cov-2 riesce a penetrare nelle loro cellule e a distruggerli. Studi che sono in corso nei laboratori di tutto il mondo e che Nature di questa settimana passa in rassegna in un lungo e dettagliato articolo, dove viene  dimostrato che il virus ha una natura versatile, che lo rende capace di invadere ogni organo, dai polmoni al fegato, dai reni allo stomaco.

L’obiettivo di queste ricerche  è capire se i danni sono causati direttamente dal virus o sono complicazioni secondarie;  come si muove Sars-Cov-2 all’interno del corpo e come e   quali cellule infetta.  Gli scienziati riferiscono anche  di aver sperimentato diversi farmaci, già approvati,  su questi piccoli tessuti, con la speranza  di  scoprire una terapia utile a curare le persone infettate.

Si tratta di ricerche innovative, in quanto fino ad ora i virologi hanno studiato i virus utilizzando linee cellulari o cellule animali coltivate in vitro che, però, difficilmente riescono a rendere bene cosa succede nell’organismo quando viene attaccato da un virus. “Gli organoidi dimostrano meglio l’azione di Sars-Cov-2 sui tessuti” conferma Nùria Montserrat dell’ Istituto di Bioingegneria di Catalogna, Barcellona, Spagna. Questi organoidi – continua Montserrat – possono essere coltivati, a partire da cellule staminali, ed includere vari tipi di cellule prendendo la forma dell’organo originale dopo poche settimane. Inoltre, sono meno costosi dei modelli animali e non pongono problemi etici”.  

Kazuo Takayama insieme al suo gruppo, Kyoto University, hanno sviluppato  organoidi di bronchi con quattro tipi di cellule derivate da cellule congelate dell’epitelio bronchiolare, li hanno infettati con Sars-Cov-2 ed hanno scoperto il virus attacca  le cellule staminali, quelle  che ricostituiscono le cellule nell’epitelio bronchiolare, conosciute anche come cellule basali,  ma non riesce ad entrare  nel club delle cellule secretorie  che hanno la funzione di proteggerle.  

I ricercatori, che hanno postato la ricerca su bioRxiv,  stanno ora  studiando se il virus può diffondersi dalle cellule basali ad altre cellule. Dalle vie respiratorie superiori il virus può entrare nei polmoni e, per capire cosa fa Sars-Cov-2, Shuibing Chen  e colleghi , Weill Cornell Medicine, New York, hanno utilizzato mini polmoni, creati da cellule staminali pluripotenti (che si differenziano in qualsiasi tipo di cellula),  dimostrando che alcune cellule muoiono dopo essere state infettate e che il virus induce la produzione di proteine come chemochine e citochine che innescano una risposta immunitaria abnorme.

La ormai tristemente famosa “tempesta citochinica” (o citochinetica) tempesta di citochine che può essere mortale. Cheng non sa, tuttavia, dare una spiegazione al perché le cellule dei polmoni muoiono. Per i danni causati dal virus? Per autodistruzione indotta? O perché vengono fagocitate dalle cellule immunitarie? E’ un mistero confessa,ed ora prosegue le sue ricerche su organoidi di polmoni sviluppate  con cellule immunitarie.

Ed ancora, uno studio uscito a maggio su Cell di Montserrat e colleghi, dimostra che il virus si diffonde in tutto il corpo utilizzando come via di “navigazione” i vasi sanguigni dopo averne infettato le cellule endoteliali che li rivestono. A supporto di questa ipotesi, le autopsie fatte su pazienti Covid deceduti che  rivelano che i vasi sanguigni di queste persone sono danneggiati. Una volta entrato  nel sangue Sars-Cov-2 può infettare direttamente diversi organi inclusi i reni. E i ricercatori , che hanno creato organoidi di reni, hanno constatato che alcune cellule muoiono dopo che il virus ha infettato il paziente. Ma su questo punto c’è incertezza: forse a causare la morte cellulare potrebbe essere anche una disfunzione renale osservata in alcuni pazienti.

Un altro studio è stato fatto su mini fegati, dove Bing Zhao e colleghi, Fudan University, Shangai, Cina, hanno visto che il virus provoca la morte di cellule che contribuiscono alla produzione della bile. Un danno probabilmente causato da una risposta immunitaria eccessiva o, anche a effetti collaterali di farmaci. Lo studio, che dimostra che il virus può attaccare direttamente il fegato,  è pubblicato sulla rivista Protein &Cells. Una volta entrato in circolo Sars-Cov-2 può andare ovunque anche nell’apparato digerente invadendo gli enterociti,  le  cellule epiteliali che rivestono l’intestino crasso e tenue, come dimostra una ricerca fatta su organoidi di intestino pubblicato su Science. Sebbene queste scoperte fatte sugli organoidi  siano illuminanti –  dicono gli scienziati –  è ancora presto per dire quanto siano attendibili.

Saranno necessari altri studi su sistemi complessi di organoidi per capire meglio come il virus interagisce con il sistema immunitario fino a causare i gravi danni che abbiamo visto. Quelli ai reni e al cuore sono probabilmente dovuti ad una combinazione di infezione virale e di un’eccessiva risposta immunitaria”.  Durante queste ricerche  sono stati sperimentati 1200 farmaci approvati per altre malattie e si è visto che Imanitib, usato per il cancro, è in grado di uccidere Sars-Cov-2 in organoidi di polmoni. Mentre, atri farmaci sono stati  sperimentati con discreto successo contro il virus in altri organoidi.

Rita Lena

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