INTRODUZIONE
In questo post di oggi intendo descrivere questo nuovo Coronavirus (SARS-CoV-2) per illustrare un po' a tutti come è fatto e come funziona. Iniziamo col raccontare quella che è la storia: nella seconda settimana di dicembre 2019, è stata identificata un'infezione virale sconosciuta in un piccolo mercato locale di pesci e animali selvatici nella città di Wuhan, provincia di Hubei in China. Da quel momento, il virus si è diffuso rapidamente in tutta la Cina continentale e successivamente ha raggiunto altri paesi. Nelle prime fasi della diffusione di questo virus, sono stati segnalati diversi casi di polmonite di eziologia sconosciuta. Ad alcuni pazienti sono stati diagnosticati gravi sintomi di infezione respiratoria acuta e ad altri una sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) in rapido sviluppo, insufficienza respiratoria acuta e altre gravi complicazioni che portano al decesso. Nei primi giorni di gennaio l'agente eziologico responsabile di quella malattia alla quale la WHO (OMS) ha attribuito il nome di CoViD-19 (Corona Virus Disease - 19) è stato riconosciuto in un nuovo Coronavirus al quale è stato attribuito appunto il nome 2019-nCoV (2019 novel Corona Virus) oggi rinominato dal Comitato Internazionale per la Tassonomia dei Virus: SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome - Corona Virus - 2). Oggi la la CoViD-19 è diventata una delle principali preoccupazioni per la salute globale, tanto che l'OMS ha dichiarato questa epidemia come una pandemia globale nel marzo 2020.
Le cifre aggiornate alle 2:00 AM del 24/4/2020, data in cui scrivo e pubblico questo documento, mostrano 2591015 casi confermati, di cui 178686 decessi [dati WHO].
COME È FATTO IL VIRUS
Nell'immagine sottostante vi è un'Illustrazione del virione SARS-CoV-2 creato presso i Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Le “sporgenze” sul bordo esterno (envelope) delle particelle virali lo rendono simile a una corona, infatti danno al virus il nome caratteristico della sua morfologia (A). Nella rappresentazione schematica della struttura si nota come SARS-CoV-2 presenti quattro proteine strutturali: S (spike), E (envelope), M (membrana) e N (nucleocapside); le proteine N contengono il genoma virale (RNA a singolo filamento) e le proteine S, E e M insieme contribuiscono a creare l'involucro virale (B). Più a destra (C) un'immagine al microscopio elettronico di una sezione sottile di SARS-CoV-2 all'interno del citoplasma di una cellula infetta, mostra le particelle sferiche e le sezioni trasversali attraverso il nucleocapside virale.
La figura mostra la struttura di SARS-CoV-2.
COME FA SARS-CoV-2 A INFETTARE
Il Coronavirus viene spesso trasmesso da goccioline (droplets) principalmente mentre si starnutisce e tossisce, e il suo “viaggio” inizia nei primi giorni dopo l'infiltrazione dal tratto respiratorio superiore. Le proteine spike di SARS-CoV-2 si legano ai recettori ACE2 e a questo punto il virione rilascia il suo genoma costituito da RNA nella cellula infettata dentro la quale eseguirà la traduzione delle proteine strutturali e non strutturali. ORF1a e ORF1ab sono tradotti per produrre polipoteine pp1a e pp1ab, che verranno successivamente scisse dalle proteasi le quali sono codificate da ORF1a. Segue l'assemblaggio e il germogliamento (budding) nel reticolo endoplasmatico del Golgi da dove i virioni saranno poi espulsi nella loro forma infettante dalla cellula infettata attraverso un meccanismo che prende il nome di esocitosi e andranno a infettare altre cellule sfruttando lo stesso meccanismo appena descritto.
La figura illustra il ciclo vitale di SARS-CoV-2 nelle cellule polmonari umane.
QUALI SONO I SINTOMI DELL'INFEZIONE
I primi sintomi dell'infezione da parte di SARS-CoV-2 di solito compaiono dopo 5-6 giorni, (secondo i rapporti dell'OMS), tuttavia, ci sono singoli casi in cui il periodo di incubazione del virus può durare fino a 40 giorni con un periodo di incubazione che in media è di 14 giorni.
Il periodo di incubazione per i casi gravi può essere diverso rispetto ai casi lievi e dipende dall'età del paziente e dalla sua risposta immunitaria. Questo periodo tende ad essere più breve nei pazienti che hanno più di 70 anni (11,5 giorni) rispetto a quelli di età inferiore a 70 anni (20 giorni). I sintomi dell'infezione si manifestano generalmente come un normale raffreddore e influenza non diventando gravi. Tuttavia, è diverso per le persone che soffrono di malattie cardiovascolari o dismetaboliche (diabete), patologie polmonari o che presentano una condizione di positività verso determinati fattori di rischio cardiovascolari (ipercolesterolemia e/o ipertensione) peggio se entrambi presenti nel caratteristico quadro della sindrome metabolica. Come già illustrato molto dettagliatamente in un precedente articolo, si ritiene che l'aggravarsi della CoViD-19 in pazienti che presentano queste condizioni sia dovuta a un background infiammatorio importante a livello vascolare e generalizzato (seppur sub-clinico) presente in questa popolazione. In questo caso, la malattia può assumere forme critiche che non troppo raramente portano addirittura al decesso del paziente.
Altre persone, invece, non presentano sintomi o possono sviluppare una "polmonite lieve".
I sintomi più comuni di CoViD-19 (secondo un recente rapporto dell'OMS condotto su oltre 70.000 casi in Cina) e per altro simili a quelli riscontrati nell'infezione da a SARS-CoV e MERS-CoV, sarebbero i seguenti:
Febbre (nell'88%)
Tosse secca e mal di gola (68%)
Affaticamento (38%)
Diarrea (4%)
Inoltre, in quasi il 20% dei casi si è verificata una grave dispnea e mancanza di respiro, mentre circa il 13% presentava mal di gola o forte mal di testa.
COSA COMPORTA L'INFEZIONE A LIVELLO SISTEMICO
Il virus prima infetta le cellule epiteliali della gola, della trachea e del polmone, trasformando queste cellule in "fabbriche" di numerose copie del virus stesso, le quali infetteranno a loro volta altre cellule. L'ipertermia e la sensazione di malessere generale sono causate dalla risposta del sistema immunitario al virus e dall'invio di segnali pro-infiammatori per il rilascio di citochine. Tuttavia, sembra che il virus disturbi la risposta immunitaria specifica e l'immunità innata generi più infiammazione del necessario, determinando così in alcuni casi l'aggravarsi della malattia.
All'interno dei polmoni, il processo di scambio gassoso permetterebbe all'ossigeno di arrivare al sangue ma, in caso di polmonite grave, gli alveoli iniziano a riempirsi di essudato infiammatorio che impedisce la respirazione e quindi la corretta ossigenazione del sangue. Ma il problema potrebbe non essere limitato al parenchima polmonare, infatti sembra che a questo si sommi anche un disordine di tipo trombo-embolico a livello polmonare dovuto a una coagulazione intravascolare come conseguenza della massiccia "tempesta infiammatoria" indotta dall'infezione in questa sede.
Inoltre, dal momento in cui SARS-CoV-2 attacca anche altri organi importanti, quali per esempio i reni, può portare questi a insufficienza d'organo con tutte le conseguenze del caso. Uno studio recente ha mostrato che il virus potrebbe influenzare le cellule tubulari renali e le cellule dei dotti seminiferi nel testicolo (a causa dell'alta espressione di ACE2 che queste presentano), di conseguenza infettare direttamente tali cellule e danneggiare il rene e il tessuto testicolare dei pazienti. Tuttavia, sono presentate prove incomplete sul coinvolgimento degli organi riproduttivi nei pazienti infetti da SARS-CoV-2.
I ricercatori hanno anche rilevato nuovi sintomi di infezione correlati al sistema digestivo, come perdita di appetito, diarrea, vomito e gravi disturbi del sistema. I pazienti che hanno presentato certi problemi digestivi, sembrerebbe che tendano a peggiorare rispetto ai pazienti senza sintomi dell'apparato digerente.
COME VIENE DIAGNOSTICATO
La diagnosi clinica di CoViD-19 dipende dai sintomi e dall'anamnesi. Ma la diagnosi laboratoristica, sulla quale si basa attualmente il conteggio degli individui infetti (positivi) da SARS-CoV-2, viene fatta mediante un test per la ricerca diretta del virus nel campione in esame, test che sfrutta la reazione polimerasica a catena detta appunto polymerase chain reaction (PCR) per trascrizione inversa in tempo reale (RT-PCR). Questo test basato su metodiche di biologia molecolare, permette di amplificare (e successivamente evidenziare) dei frammenti specifici dell'acido nucleico virale qualora presenti nel campione in esame.
Il test può essere eseguito su campioni respiratori, che possono essere ottenuti in diversi modi fra i quali il tampone oro-faringeo, tampone nasale o sull'espettorato. In genere, i risultati sono disponibili entro poche ore o massimo due giorni.
Altri test sierologici appunto basati sulla ricerca anticorpale in campioni ematici, dei quali ho già parlato in un articolo precedente che potete trovate qui sul mio blog, sono attualmente in fase di validazione e si inizia ora a utilizzarli, tenendo presente la risposta che danno e il significato che essa può assumere al netto di altre criticità legate anche ma non solo alla sensibilità come alla tutt'ora discussa sieroconversione dei soggetti infettati.
Altri studi mostravano che le scansioni di tomografia computerizzata (CT) sono in grado di evidenziare opacità bilaterali a vetro smerigliato nel 56% dei casi, tuttavia il 18% dei positivi non ha risultati radiologici. Inoltre l'approccio radiologico mediante l'esame radiografico del polmone è adatto solo a pazienti con sintomi gravi, il che significa che questa tecnica non è indicata per diagnosticare la malattia nelle sue fasi iniziali.
Recent progress and challenges in drug development against COVID-19 coronavirus (SARS-CoV-2) - an update on the status
Author links open overlay panelTarek MohamedAbd El-AzizabJames D.Stockanda
https://doi.org/10.1016/j.meegid.2020.104327World Health Organizzation
CoViD-19
https://covid19.who.int/