(foto: Radoslav Zilinsky via Getty Images)

Per combattere il nuovo coronavirus uno degli approcci più diffusi – sia nello studio di nuove terapie sia nella ricerca di un vaccino – consiste nel colpire la proteina spike o semplicemente S del virus. Questa proteina permette al virus di entrare nelle cellule, agganciandole, e così di infettarle. Oggi un team internazionale di ricerca ha prodotto per la prima volta modelli open source della proteina spike, contenenti tutti i componenti e tutti gli atomi di questa proteina. Queste simulazioni potranno servire agli scienziati per ricostruirla rapidamente e studiarla con maggiore facilità. I modelli sono disponibili sulla piattaforma Charmm-Gui qui, mentre lo studio è pubblicato su The Journal of Chemistry B. Qui un modello di una proteina spike (che non c’è solo nel coronavirus).

proteina spike
Il modello di una proteina spike (foto: Dr. Yeolkyo Choi/Lehigh Univesity)

Nel video a questo link gli autori spiegano come ricostruire il sistema a partire dal loro modello di proteina spike. Questo potrà servire ai ricercatori per riprodurre – per ora a livello computazionale – la proteina di Sars-Cov-2 e studiarne meglio la struttura. Nel loro modello i ricercatori hanno ricostruito la struttura della proteina spike nelle sue parti essenziali tramite tecniche di microscopia crioelettronica – un tipo di microscopia in cui il campione viene studiato a temperature criogeniche.

Perché studiare la proteina spike è importante

Inoltre hanno ricreato anche le altre parti, come aminoacidi residui e altri tutti i possibili glicani (composti che sono carboidrati complessi) attaccati alla proteina spike. Questi composti evitano che la proteina sia riconosciuta dagli anticorpi (sia quelli prodotti da un eventuale vaccino sia per altre terapie), un po’ come se mascherassero la spike, rendendo così difficile la messa a punto di un vaccino.Tutte le strutture sono disponibili sulla piattaforma e “i ricercatori potranno usare questi modelli per svolgere ricerche di simulazioni e modelli nuovi e innovativi per la prevenzione e il trattamento di Covid-19”, scrivono gli autori nel paper. L’idea è che gli scienziati potranno ridurre il tempo impiegato a ricreare modelli per concentrarsi sullo studio del virus.

Ad esempio, il vaccino sviluppato dai ricercatori di Oxford, cui collabora anche l’Italia e che potrebbe essere pronto in autunno, contiene del materiale genetico del nuovo coronavirus, la parte che produce la proteina spike opportunamente trattata: l’obiettivo è che con il vaccino l’organismo inizi a riconoscere il virus e il sistema immunitario produca una risposta con anticorpi contro questa  proteina spike che impedisca al virus di penetrare nelle cellule.

A che serve il programma

L’idea è che gli scienziati potranno ridurre il tempo impiegato a ricreare modelli per concentrarsi sullo studio del virus. Il programma, sviluppato dal gruppo coordinato da Wonpil Im della Lehigh University in Pennsylvania, è uno strumento che simula e ricostruisce sistemi biomolecolari complessi in maniera precisa e rapida.

Il ricercatore Wonpil Im (video: Lehigh University)

È una sorta di microscopio computazionale, spiega Wonpil Im, che consente di comprendere interazioni fra le molecole con un livello di dettaglio che non sarebbe possibile altrimenti, studiando i componenti da soli. “Il nostro lavoro”, sottolinea lo scienziato, “fornisce i primi modelli, disponibili per tutti gli scienziati, dell’intera proteina spike del virus Sars-Cov-2 completamente glicosilata”. Finora, precisa l’esperto, realizzare una simulazione di questa proteina è stato molto complicato perché c’erano porzioni della proteina per cui era difficile ottenere modelli di alta qualità.

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