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di Michael Haederle
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I ricercatori dell'autofagia dell'UNM scoprono che l'infezione da SARS-CoV-2 dirotta il processo cellulare chiave
L'intricato processo biologico noto come autofagia svolge un ruolo vitale nel mantenere le nostre cellule sane e funzionanti spazzando via e riciclando frammenti di detriti e invadendo i microrganismi.
Fino a poco tempo, molto di ciò che si sapeva sull'autofagia si basava su studi sulle cellule di lievito, lavoro che nel 2016 ha portato a un premio Nobel per il ricercatore giapponese Yoshinori Ohsumi.
Ora, un team guidato da Vojo Deretic, PhD, illustre professore e direttore dell'Università del New Mexico's Autofagia, infiammazione e metabolismo (AIM) Centro di eccellenza per la ricerca biomedica, ha mappato i dettagli chiave di come funziona l'autofagia nei mammiferi, compreso l'uomo.
E, in una scoperta sorprendente, i ricercatori forniscono prove che dimostrano che l'infezione da SARS-CoV-2 può interrompere il processo.
"Questo sottolinea l'importanza dell'autofagia come processo", afferma Deretic della nuova ricerca. "Il campo sta lottando per capire come funziona nelle cellule dei mammiferi e umane".
In un giornale pubblicato questo mese sul giornale Cella, lui e i suoi colleghi descrivono come due proteine – FIP200 e ATG16L1 – che risiedono su differenti membrane cellulari si fondono per formare “strutture pre-autofagosomiche ibride” (HyPAS).
Questo è un passo fondamentale nello sviluppo di autofagosomi, strutture sferiche che inghiottono proteine, batteri, virus e altri detriti danneggiati e li trasportano ai lisosomi, dove gli enzimi scompongono il materiale in molecole che possono essere riutilizzate.
"L'autofagia dipende dalla formazione di queste membrane all'interno della cellula", afferma Deretic. “Finora non sapevamo da dove provenissero quelle membrane. Sono apparsi magicamente, quindi questa è la magia".
Poiché il processo di formazione di HyPAS non era stato ben descritto, gli scienziati che hanno esaminato il documento prima della sua pubblicazione erano scettici. "Ci sono voluti molti esperimenti per stabilire l'HyPAS con i revisori", afferma. "È stato presentato l'anno scorso ad agosto, quindi ci vuole un po' di tempo per sviluppare qualcosa del genere".
Il team di ricerca, che comprendeva scienziati in Norvegia, Islanda e Finlandia, nonché presso l'Università della Virginia e l'Università della California, Davis, è stato sorpreso di scoprire che il coronavirus SARS-CoV-2 interferisce con il processo di autofagia, afferma Deretic.
SARS-CoV-2 dirotta la membrana cellulare: questo è il suo grande segreto
Le cellule hanno potenti meccanismi immunitari innati per riconoscere i virus che cercano di replicarsi nel loro citoplasma interno, afferma Deretic, ma il coronavirus ha trovato un modo subdolo per riprodursi. “SARS-CoV-2 dirotta la membrana cellulare. Questo è il suo grande segreto", dice.
"Se il virus deve avere successo, deve nascondersi all'interno delle membrane, in modo che questi sistemi che esistono all'interno della cellula non lo trovino", dice. “Sta inibendo l'autofagia in modo che possa usare le membrane per il suo lavoro nefasto. Sono piccole cose intelligenti.”
Il progetto è stato uno sforzo di squadra, afferma Deretic, accreditando i colleghi dell'AIM Center, insieme a Steve Bradfute, PhD, assistente professore presso l'UNM Center for Global Health, Graham Timmins, PhD, professore all'UNM College of Pharmacy e membri di il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'UNM.
Il Centro AIM, che è stato fondato con 11.5 milioni di dollari in finanziamenti di Fase 1 dal National Institutes of Health (NIH), sta cercando quasi $ 11 milioni in denaro aggiuntivo per la Fase 2, dice. I docenti junior supportati dal centro hanno raccolto altri 10 milioni di dollari per finanziare i loro progetti di ricerca individuali.
Deretic, che è anche presidente dell'UNM's Dipartimento di Genetica Molecolare e Microbiologia, è supportato da un premio NIH R37 Method to Extend Research in Time (MERIT), che ha fornito finanziamenti per il Cella studio.