Ipotesi intrecciate e complessità biologica – Inf’OGM

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Notizia

Di Annick BOSSU

Pubblicato il 05/07/2024

L’origine del virus Sars-CoV-2 è ancora oggetto di controversia. Ad oggi coesistono tre ipotesi. Il virus deriverebbe o da virus dei pipistrelli che si sarebbero evoluti fino a diventare infettivi per la specie umana (tesi della zoonosi), oppure da un virus modificato in laboratorio e reso infettivo per l’uomo (tesi del laboratorio di fuga), o da entrambi successivamente. Recenti pubblicazioni scientifiche dimostrano che le caratteristiche genetiche del Sars-CoV-2 sono incompatibili con la sola ingegneria genetica o con la sola zoonosi. Si prevede una complementarità di queste due ipotesi nonché tempi lunghi di evoluzione del virus nel corpo umano.

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Nell’ambito del suo lavoro sui virus geneticamente modificati, Inf’OGM guarda qui all’origine del Sars-CoV-2, l’agente di diffusione del COVID-19 che ha causato una pandemia globale. Gli studi sull’origine del Sars-CoV-2, infatti, implicano osservazioni di varia natura ma anche la conoscenza della genetica dei virus.

Da quando esistono pandemie animali o umane, conosciamo i meccanismi ecosistemici che le causano. Oggi il sequenziamento del DNA o dell’RNA dei virus è sempre più efficiente. Confrontando le sequenze genetiche digitalizzate (DSI) dei virus, possiamo conoscere la vicinanza evolutiva di questi virus e tracciare parzialmente la loro storia sotto forma di alberi chiamati alberi filogenetici. Quanto alle modificazioni genetiche dei virus in laboratorio, sono note dagli anni 2000 e sono state rese possibili grazie agli strumenti della biotecnologia e della biologia di sintesi.

Pipistrelli e uomini

Sars-CoV-2 è un coronavirus (CoV) responsabile di una grave sindrome respiratoria nell’uomo. È un virus il cui materiale genetico è l’RNA. Sul suo involucro, delle proteine ​​chiamate spicole formano una corona, da qui la sua appartenenza ai coronavirus. È il terzo coronavirus ad aver infettato l’uomo, dopo Sars-CoV nel 2002 e MERS-CoV nel 2010. Studi filogenetici mediante confronto di sequenze genetiche hanno già dimostrato che Sars-CoV-2 non deriva da questi due virus precedenti. Questi stessi studi, d’altro canto, descrivono una vicinanza evolutiva con i CoV dei pipistrelli, in particolare quelli di un ceppo virale chiamato RaTG13 della specie dei pipistrelli. Rhinolophus affinisscoperto nel 2013, e ceppi virali provenienti dal Laos denominati “ banale », scoperto nel 2021.

In natura, grandi popolazioni di pipistrelli condividono le stesse caverne e diversi ceppi di coronavirus possono quindi infettare contemporaneamente lo stesso animale, il che promuove la ricombinazione genetica (scambi di frammenti di RNA) tra virus e aumenta le possibilità di evoluzione. I Sars-CoV hanno la particolarità di ricombinarsi moltissimo, a cui si aggiungono le mutazioni (sul loro RNA) mantenute dalla selezione. Geneticamente vicino a questi ceppi virali che allora venivano trasmessi solo tra pipistrelli1Sars-CoV-2 si distingue per il fatto che infetta la specie umana.

I virus derivanti dall’evoluzione degli esseri viventi esistono nei loro ecosistemi e solo raramente causano pandemie. L’apertura di numerosi ecosistemi, la raccolta di campioni per i laboratori, l’allevamento industriale e i viaggi internazionali costituiscono evidenti rischi di accelerarne l’evoluzione. L’origine antropica dei virus diventati patogeni pandemici non può essere negata ed è già stata dimostrata.

La questione principale nell’ipotesi di una zoonosi all’origine della pandemia è sapere come questo virus sia passato dai pipistrelli, un animale selvatico, all’uomo. È accettato che la trasmissione zoonotica dei CoV all’uomo avvenga attraverso una specie ospite intermedia, nella quale i virus possono evolversi e poi essere selezionati verso forme capaci di infettare le cellule umane. Questo è quello che è successo per il Sars-CoV del 2010, studi filogenetici hanno dimostrato che lo zibetto (o gatto muschiato, vicino alla genetta europea) era l’ospite intermedio. Questo adattamento sarebbe avvenuto nel giro di pochi mesi; lo stesso vale per il MERS-CoV per il quale l’ospite intermedio è il cammello2.

Per il pangolino, l’ospite intermedio sospettato nel caso del Sars-CoV-2, gli studi filogenetici non sono conclusivi. Il CoV ospitato da questo animale ha solo una piccolissima parte identica a quella del Sars-CoV-2. Inoltre questo animale non si evolve negli stessi ecosistemi dei pipistrelli, le ricombinazioni dei loro virus sono praticamente impossibili.1.

In assenza di prove convincenti riguardanti l’ultimo intermedio animale prima della contaminazione umana, e ciò in 4 anni di ricerca, alcuni autori propongono che l’adattamento del virus alla specie umana potrebbe essere stato effettuato in laboratorio.

Laboratori e persone

Dall’emergere del Sars-CoV-1, nel 2002-2003, dal genoma dei virus CoV dei pipistrelli, nei laboratori americani e cinesi sono stati costruiti virus ricombinanti potenzialmente adattati alla specie umana.1. Ad esempio, nel 2015, il laboratorio di virologia di Wuhan (Cina) e il laboratorio di R. Baric (Carolina del Nord) hanno spiegato di aver cambiato il sito della proteina spike (arpione in inglese) di un virus del pipistrello vicino al Sars-CoV in modo che questa proteina possa attaccarsi alle cellule umane e il virus possa così infettare l’uomo5.

Nel caso del Sars-CoV-2, l’analisi molecolare della proteina Spike (proteina S) ha rivelato su di essa, oltre al sito di legame delle proteine ​​sulle cellule umane, un altro particolare sito Spike, che può essere tagliato da un enzima chiamato furina, presente sulla superficie di molte cellule animali, in particolare di quelle umane. Questo sito si chiama “ sito di scissione della furina “.

Quando Sars-CoV-2 infetta l’uomo, la proteina S si lega alle cellule dotate di appositi recettori e l’enzima furina, attivatosi di conseguenza, scinde questa proteina, consentendo di conseguenza l’ingresso dell’RNA virale nelle cellule umane, in particolare nelle cellule del vie respiratorie e polmoni6. Se usiamo la metafora della mano che gira la chiave per aprire una porta, la proteina S sarebbe la chiave e la furina che taglia la proteina sarebbe la mano.

Nessun virus vicino a Sars-CoV-2 ha questo sito di scissione ad alto potenziale infettivo per l’uomo.

Nel genoma dei coronavirus vicini a Sars-CoV-2 è stato tuttavia possibile aggiungere una sequenza genetica che codifica questo sito di clivaggio della furina, che esiste anche in altri coronavirus. Inoltre, è questo tipo di lavoro quello descritto in una domanda di sovvenzione del 2018 della DARPA (organizzazione di ricerca militare negli Stati Uniti) presentata da Peter Daszak7 a beneficio di due laboratori, uno americano (North Carolina) e l’altro cinese, il laboratorio di virologia di Wuhan8.

L’ipotesi di un virus del genere reso molto infettivo per l’uomo mediante manipolazione genetica è quindi sostenibile ed è quindi possibile il fatto che sia fuggito da un laboratorio. In passato si sono già verificati e sono stati segnalati rilasci di virus potenzialmente patogeni9. I rischi di fuga accidentale del virus sono aumentati dall’attuale aumento del numero di laboratori in cui vengono effettuate queste manipolazioni genetiche.

Da circa vent’anni sappiamo costruire nuovi virus attraverso la bioingegneria. Pertanto, interi virus sono stati ricostruiti sulla base della loro sequenza genetica, ad esempio i virus del vaiolo. Queste tecnologie permettono di “ cucire », in una decina di giorni, viene creato un genoma virale composto da diversi frammenti di DNA o RNA sintetizzati da sequenze di uno o più genomi di virus selvaggi… Questo lascia spesso tracce e Sars-CoV-2 lo dimostra.10. Queste tracce o impronte digitali rivelate dalle analisi bioinformatiche sono segni di potenziale manipolazione del genoma di Sars-CoV-2. Ma spiegano solo una piccola parte di questo genoma11

Armeggiando con virus esistenti o ricostruiti pezzo per pezzo in laboratorio, questa seconda ipotesi sull’origine del Sars-CoV-2 può essere mantenuta.

Una lunga evoluzione del virus nell’uomo?

Gli studi filogenetici di Sars-CoV-2 mostrano tracce di evoluzione del virus da un serbatoio naturale (pipistrelli) ma in assenza di un ospite intermedio. Alcuni autori hanno suggerito, già nel 2020, che il processo di adattamento di “ umanizzazione » del virus potrebbe essersi manifestato nell’uomo subito dopo il trasferimento zoonotico dai pipistrelli. Questa possibilità che esclude l’ospite intermedio si chiama ” teoria del passaggio dei minatori di Mojiang »12. Questo processo evolutivo è necessariamente lungo.

Tuttavia, un’altra caratteristica della proteina S di Sars-CoV-2 è stata osservata studiando i coronavirus “tipo”. banale » dal Laos. In questi virus” banale », una molecola chiamata glicano (polimero di carboidrati) è attaccata alla proteina S. Questo glicano si trova in altri coronavirus, ma non nel Sars-CoV-2. Questa assenza di glicani sulla proteina S nel Sars-CoV-2 sarebbe dovuta a una mutazione (sostituzione) nel gene che codifica per la proteina Spike13. Si scopre che questa mutazione, inducendo l’assenza di un glicano, aumenterebbe di venti l’affinità della proteina S per il suo recettore sulle cellule umane.14. Questo stesso articolo di Natura mostra che le condizioni di acidità e la presenza di enzimi proteolitici15 sono decisivi per la selezione o meno di questa mutazione. La mutazione nel gene Spike che causa l’assenza di glicano sullo spike Sars-CoV-2 sarebbe stata selezionata nei polmoni umani dove sono presenti le condizioni enzimatiche e di acidità richieste. Il virologo Jonathan Latham deduce in un recente articolo che ciò sarebbe avvenuto nei polmoni dei minatori della miniera di Mojiang infettati dal RaTG 13, che sarebbero sopravvissuti dal 2012 grazie all’immunità acquisita per un lungo periodo di tempo.16. Conclude che il processo di adattamento del virus alla specie umana sarebbe effettivamente avvenuto direttamente nella specie umana.

Se dalla lettura degli studi attuali emerge che l’origine del Sars-CoV-2 resta ancora da stabilire formalmente, sembra che diversi meccanismi, sia evolutivi che successivi all’intervento tecnico dei ricercatori, o anche una combinazione di questi meccanismi, siano ipotesi sostenibili. Sapendo che gli esseri viventi sono in continua evoluzione e che gli esseri umani contribuiscono a questa evoluzione, che i virus mutano molto rapidamente e si ricombinano tra loro nei loro ospiti, possiamo sorprenderci di tutta questa complessità legata all’origine del Sars-CoV-2? Soprattutto perché a questo bisogna aggiungere le manipolazioni genetiche effettuate in laboratorio…

La scienza (fondamentale) apre le porte alla conoscenza del mondo, ma ci fa anche pensare al concetto di Alice e della Regina Rossa in cui Alice corre in un ambiente in costante movimento.17. Dovremmo sempre andare più veloci per non tornare indietro. Che Jacques Testart tempera con un po’ di umiltà scientifica: “ Come se ogni breccia aperta nell’immensa ignoranza autorizzasse l’autocompiacimento scientifico […] per negare che restano innumerevoli incognite, di cui una sola potrebbe bastare per mandare in rovina l’edificio tecnologico »18. Appare quindi rilevante fornire informazioni sullo stato delle conoscenze su alcune pandemie come quella del Covid, soprattutto perché il legislatore europeo potrebbe presto prendere in considerazione una possibile deregolamentazione dei microrganismi geneticamente modificati, compresi i virus.

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