I Coronavirus a confronto: SARS , MERS e SARS-CoV-2

L'epidemia di COVID-19 (causata dal virus SARS-CoV-2) ha interessanti analogie e differenze con SARS, Sindrome Respiratoria Acuta Grave, e MERS, Sindrome Respiratoria Medio-Orientale, entrambe causate da coronavirus, rispettivamente SARS-CoV e MERS-CoV. La SARS ha avuto il suo paziente zero a Guangdong, in Cina, negli anni 2002-2003 ed è stata ufficialmente debellata. La MERS, invece, identificata per la prima volta nel 2012 in Giordania ed Arabia Saudita, è tuttora presente, sebbene ritenuta sotto controllo e limitata solo in alcuni paesi del medio-oriente e della penisola araba.

Per quanto riguarda la trasmissione, nel caso di SARS-CoV, il salto sembra essere avvenuto dal pipistrello alla civetta delle palme, un piccolo carnivoro che in Asia è cacciato per vari scopi tra cui l'uso alimentare, per poi arrivare all'uomo nei mercati della provincia di Guangdong, in Cina. Diversamente, in Arabia Saudita il virus MERS-CoV ha compiuto il salto di specie, passando probabilmente dal pipistrello al cammello e infine all'uomo. Per SARS-CoV-2 sembrerebbe che il virus abbia fatto una prima comparsa nel mercato del pesce di Wuhan, dove sono presenti anche animali vivi.

Nel caso del virus SARS-CoV-2, i passaggi che hanno portato alla trasmissione all'uomo sono ancora poco noti. SARS-CoV-2 è molto simile ad un virus isolato da pipistrelli, ma non si hanno indicazioni definitive se l'infezione sia avvenuta per contatto tra pipistrelli e uomo o se vi sia stato un ospite intermedio che abbia favorito il passaggio del virus dai pipistrelli all'uomo. Una possibilità è che sia stato trasmesso all'uomo attraverso i pangolini (una specie di formichiere) a loro volta infettati dai pipistrelli.

Ultrastruttura del virus SARS-CoV-2

I virus sono elementi biologici submicroscopici, causa di infezioni nell'uomo ed in molti altri esseri viventi, e spesso di malattie anche gravi. SARS-CoV-2 è un virus a RNA a polarità positiva con un rivestimento esterno (capside) ricoperto da glicoproteine chiamate “Spike”(S) (parola che in inglese significa “punta“) che gli conferiscono il tipico aspetto ‘a corona’ da cui deriva il nome coronavirus. All’interno del virus, possiamo individuare altre componenti: la proteina di membrana (M), l'emagglutinina-esterasi (HE), una proteina che svolge una funzione importante durante la fase di ingresso del virus nella cellula ospite; la proteina E che, con la proteina S aiuta il virus ad attaccarsi alla membrana della cellula bersaglio; l'RNA virale associato alla proteina N. L'RNA del virus codifica per le cinque proteine sopra descritte, più due proteine non strutturali.

Microfotografia al microscopio elettronico a scansione (SEM) di una singola particella infettiva di SARS-CoV-2 (sono stati utilizzati degli pseudo-colori). L'illustrazione, creata presso il Centers for Disease Control and Prevention (CDC) statunitense, rivela la morfologia del SARS-CoV-2. È possibile notare sulla superficie le glicoproteine S, Spikes, (in rosso) che decorano la superficie esterna del virus, conferendogli l'aspetto di una corona (da cui il nome). Credit: https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=23312

Microfotografia al microscopio elettronico a trasmissione (TEM) di una cellula in cui le particelle virali di SARS-CoV-2 (indicate dalle frecce) sono adese alle membrane sulla superficie e all'interno di cellule VERO E6 utilizzate per l'isolamento. (Immagine pubblicata nel sito dell'Università degli studi di Milano).

Sars-CoV-2, come il virus entra nelle cellule

Il virus SARS-CoV-2 penetra nelle cellule ospite grazie a suoi speciali recettori Spike che permettono di riconoscere le cellule da infettare, di aderire alla loro superficie e successivamente di entrare nelle cellule e di riprodursi.

Le glicoproteine Spike si legano a particolari recettori presenti sulla membrana plasmatica di alcune cellule. Per il virus SARS-CoV-2 il recettore di elezione è l'enzima che converte l'angiotensina (il recettore ACE2), una proteina fondamentale per la regolazione della pressione sanguigna, e che è presente nelle cellule di numerosi tessuti del nostro organismo. Questo legame permette al virus di entrare facilmente dentro le cellule. In seguito al legame, la proteina virale S si suddivide in due parti: la S1, che si lega al recettore ACE2 della cellula bersaglio e la S2, che consente l'ingresso del virus nella cellula. Le particelle virali di SARS-CoV-2 entrano nelle cellule e liberano il genoma del virus (RNA) nel citoplasma. I virus, una volta all'interno liberano il loro genoma e trasformano la cellula in una “fabbrica di virus”, infatti con il loro comportamento parassitario sono in grado di utilizzare tutto l'apparato replicativo della cellula ospite riuscendo a riprodurre il loro RNA e tutte le proteine virali che servono per costituire i nuovi virus, che numerosi verranno assemblati all'interno della cellula fino a causarne la morte con la liberazione delle nuove particelle virali di SARS-CoV-2. Queste potranno quindi infettare altre cellule e, soprattutto, altri individui.

Sars-CoV-2, come si trasmette

La modalità principale con cui le persone vengono infettate dalla SARS-CoV-2 (il virus che causa la COVID-19) è attraverso l'esposizione a goccioline respiratorie che possono contenere particelle virali infettanti.

Le goccioline respiratorie vengono prodotte durante l'espirazione (ad esempio, respirazione, conversazione, canto, tosse, starnuti). Le persone malate possono rilasciare le goccioline infette che possono essere inalate da persone vicine.

Il rischio di infezione aumenta in base alla distanza dalla persona infetta e al tempo di contatto. In ambienti chiusi, stare a meno di un metro per oltre 15 minuti da una persona infetta porta il rischio fino al 100% di probabilità di infezione. Stare a distanze superiori per tempi ridotti, o stare all'aperto, e soprattutto indossare la mascherina, riduce notevolmente  il rischio di infezione.

Le goccioline infette possono inoltre posarsi su oggetti e superfici in seguito a starnuti, colpi tosse o con il contatto diretto (toccare tavoli, maniglie, corrimano etc.). Altre persone possono contagiarsi venendo a contatto con le superfici infette e successivamente toccandosi occhi, naso o bocca con le mani contaminate (non ancora lavate). Questo è il motivo per cui è importantissimo lavarsi regolarmente e correttamente le mani con acqua e sapone o con un prodotto a base alcolica e pulire frequentemente, con molta cura, tutte le superfici di frequente contatto.

Bibliografia

Istituto Superiore di Sanità (ISS). Speciale Covid-19

Università degli studi di Milano. La Statale News. COVID-19: le prime immagini al microscopio elettronico del virus SARS-COV-2 

Ministero della Salute. Nuovo coronavirus

Epicentro (ISS). Coronavirus

National Institutes of Health (NIH). Covid-19 Research (Inglese)

Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Covid-19 (Inglese)

National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIH). Clinical Trial of Investigational Vaccine for COVID-19 Begins (Inglese)