Studiare i processi cellulari che determinano il manifestarsi delle malattie genetiche rare porta all’acquisizione di nuove informazioni che possono essere utilizzate anche per sconfiggere malattie più comuni.
Possiamo immaginare la cellula come una fabbrica che, tramite una complessa rete di catene di montaggio e nastri trasportatori, è impegnata nella realizzazione e messa in disponibilità di prodotti essenziali per la vita.
Un virus è un organismo molto semplice che è incapace di sopravvivere autonomamente e che sfrutta la fabbrica della cellula, dirottandone la produzione a proprio vantaggio, per sopravvivere e moltiplicarsi. Per il nuovo coronavirus questo vuol dire invadere le cellule, avviare nel loro interno la replicazione del proprio patrimonio genetico e la produzione di nuove particelle virali che saranno poi liberate e andranno a invadere altre cellule, sia nel nostro corpo sia in quello delle persone con cui entriamo in contatto.
Sars-CoV-2 è estremamente astuto ed efficiente nel fare questo. Per di più si tratta di un virus che non conoscevamo fino a pochi mesi fa: stiamo imparando, settimana dopo settimana, a comprendere e, in qualche misura, anticipare le sue strategie di invasione e moltiplicazione.
Noi, però, abbiamo dalla nostra parte il vantaggio di conoscere molto bene proprio quegli stessi meccanismi cellulari che servono al virus per mettere in atto la sua strategia di invasione. La scienza, infatti, li studia da anni, perché quando si verifica un problema in un qualsiasi punto di quella rete di catene di montaggio e nastri trasportatori, tutto l’organismo ne risente con il conseguente sviluppo di malattie. Studiare i processi cellulari che determinano il manifestarsi delle malattie porta quindi sempre all’acquisizione di nuove informazioni sulla struttura e sul funzionamento della “fabbrica”.
E anche la ricerca di base su moltissime malattie genetiche rare, cioè gli studi che vanno a indagare i meccanismi alla base di queste patologie, ha contribuito in modo significativo a rifornire quell’arsenale di informazioni che possiamo adesso utilizzare anche per contrastare l’infezione da parte del nuovo coronavirus.
Un esempio molto rilevante è quello delle patologie legate ad alterazioni del cosiddetto “traffico delle membrane”. Tornando alla metafora della fabbrica, si tratta di tutti quei sistemi che permettono alle materie prime di entrare, ai prodotti finiti di essere trasportati ai centri di smistamento verso la destinazione finale all’interno della cellula o al suo esterno (come accade per esempio per gli ormoni) e ai prodotti di scarto di essere smaltiti.
La cellula non utilizza ovviamente nastri trasportatori o muletti per gestire questo traffico, ma un sistema di vescicole rivestite da membrana che si muovono all’interno della cellula lungo percorsi dedicati e seguendo precise regole di distribuzione. Ebbene, proprio questo sistema di traffico di membrane è di fondamentale importanza per il ciclo vitale di un virus che ha bisogno di entrare nella cellula, crearsi una nicchia di replicazione, smistare e assemblare i propri componenti sfruttando le stesse vie di traffico dei componenti cellulari, e alla fine far uscire dalla cellula le miriadi di particelle virali appena prodotte che andranno a infettare altre cellule.
All’Istituto Telethon di genetica e medicina di Pozzuoli, il programma di biologia cellulare diretto da Antonella De Matteis studia proprio i meccanismi di malattie genetiche causate dall’alterazione di diversi “snodi” all’interno del sistema di traffico delle membrane. In alcuni casi a essere alterato è il meccanismo che la cellula utilizza per captare le sostanze dall’esterno, come avviene per esempio nella sindrome di Lowe, caratterizzata da cataratta congenita, disabilità intellettiva e incapacità del rene di riassorbire sali e bicarbonati. In altri casi ad essere bloccato è il traffico in uscita di componenti importanti del nostro organismo, come il collagene, principale costituente di ossa e cartilagini: questo causa malattie che compromettono lo sviluppo di diversi distretti scheletrici, come la displasia spondilo-epifisiaria tardiva.
Infine alcune malattie genetiche si manifestano come conseguenza dell’accumulo di prodotti di scarto all’interno della cellula, come accade per esempio nelle persone affette dalla malattia di Fabry, da muscopolisaccaridosi, da leucodistrofia metacromatica o dalla malattia di Pompe. In tutti questi casi per comprendere a fondo i meccanismi alla base della malattia i ricercatori hanno individuato il sito preciso nel quale il prodotto del gene malattia opera, che risulta anche essere evidentemente un “tallone di Achille” di quel determinato sistema di trasporto.
Questi studi hanno così portato a scoprire punti nodali del sistema di traffico e circuiti alternativi da sfruttare per ripristinare il trasporto alterato. Gli stessi punti nodali e gli stessi circuiti possono rappresentare bersagli cruciali da colpire per contrastare l’invasione, replicazione e diffusione del virus.
