Utilizzo della metodologia dello spettro informativo per una rapida analisi biologica del nuovo coronavirus 2019-nCoV: previsione di un potenziale recettore, serbatoio naturale, tropismo e target terapeutico / vaccinale

Riassunto e traduzione dell’articolo: Veljko Veljkovic, Júlia Vergara-Alert, Joaquim Segalés,  Slobodan Paessler, Use of the informational spectrum methodology for rapid biological analysis of the novel coronavirus 2019-nCoV: prediction of potential receptor, natural reservoir, tropism and therapeutic/vaccine target [version 2; peer review: awaiting peer review], F1000 Research

Riassunto e traduzione a cura di: Marco Girolamo Scurti; Revisionato: Vera Spagnolo

Articolo Orignale Pubblicato il 31 gennaio 2020

Analisi in silico, effettuata utilizzando il metodo dello spettro informativo dimostrano che  2019-nCoV  e’ molto simile al SARS-CoV, del quale potrebbe anche condividere lo stesso recettore, ACE2. Inoltre, la proteina actina sembrerebbe essere un fattore facilitante l’ingresso del virus nella cellula, per cui farmaci che ne modulano l’attivita’ come l’ibuprofene, potrebbero essere un potenziale trattamento per COVID-19.

In questo studio viene discussa l’analisi del 2019-nCoV (alla data di pubblicazione dello studio 27/01/2020 erano disponibili solo sequenze nucleotidiche e la microscopia elettronica del virione) mediante il metodo dello spettro informativo (ISM), un metodo di spettroscopia virtuale per l’analisi delle proteine.

Attraverso tale analisi, ed il confronto dei risultati con le spettroscopie delle proteine di altri coronavirus (SARS-CoV, MERS-CoV e SARS-like CoV del pipistrello), e’ stato possibile calcolare gli spettri incrociati delle proteine di questi virus.  I risultati mostrano che (I) proteine S1 dal 2019-nCoV, SARS-CoV, MERS-CoV e Bat SARS-like CoV codificano informazioni comuni e (ii) proteine S1 dal 2019 -nCoV sono notevolmente più simili dal punto di vista informativo al S1 di SARS-CoV e MERS-CoV che al S1 di SARS-like CoV del pipistrello. Ciò suggerisce che le proprietà biologiche di 2019-nCoV sono apparentemente più simili a SARS-CoV e MERS-CoV che a SARS-like CoV del pipistrello. A conferma di questi dati, gli autori inoltre dimostrano che 2019-nCoV è più filogeneticamente simile a SARS-CoV e MERS-CoV che a SARS-like CoV del pipistrello.

La metodologia ISM e’ stata inoltre dimostrata per valutare l’interazione tra il virus e il suo recettore. I risultati di questa analisi suggeriscono che ACE2 potrebbe essere il recettore per il nuovo coronavirus 2019-nCoV, oltre che per SARS-CoV, e che inoltre è possibile un’ interazione anche tra le proteine S1 di MERS-CoV e ACE2, per quanto il recettore principale di questo virus sia stato dimostrato essere DPP4. Tuttavia, le informazioni principali codificate nelle proteine S1 da SARS-CoV e 2019-nCoV sono rappresentate con due diverse frequenze dell’ISM, indicando alcune differenze potenziali nell’interazione virus-ospite di questi due virus sebbene apparentemente utilizzino lo stesso recettore ACE2.

Utilizzando il criterio IS si è cercato su Uniprot l’elenco delle proteine con frequenza F (0.478), la stessa della proteina Spike S1 di 2019-nCoV, e quindi potenzialmente in grado di interagire con questa. Da un data-mining sull’elenco ottenuto è emerso che le proteine di actina sono i migliori candidati per il 2019-nCoV tra le proteine ospiti caratterizzate dalla frequenza F (0.478). Un’ulteriore ricerca in PubMed ha anche mostrato che l’actina è cruciale nella rapida diffusione cellula-cellula del virus. Inoltre, la riorganizzazione del filamento di actina è chiave nella flogosi polmonare indotta da risposte infiammatorie sistemiche causate da agenti infettivi. Questi risultati indicano che l’interazione tra proteine ​​di actina e S1 potrebbe essere coinvolta nell’infezione e nella patogenesi del 2019-nCoV e potrebbe essere un target terapeutico. L’ibuprofene attenua l’infiammazione indotta dall’interleuchina-1β e la riorganizzazione dell’actina. È stato anche scoperto che l’actina è il componente principale con cui l’ibuprofene può legarsi ai tessuti in diversi organi. L’ibuprofene potrebbe quindi avere un impatto sulla malattia interagendo indirettamente con l’actina. Questi risultati suggeriscono la possibilità di testare sperimentalmente in vitro e in vivo gli effetti dell’ibuprofene sull’infezione da 2019-nCoV.

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