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Così la fisica aiuta la medicina a stanare gli “alleati” del virus

Per simulare le tante configurazioni possibili della proteina Ace-2 sono necessarie risorse di calcolo enormi, non accessibili a tutti
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di MARIANGELA CESTELLI GUIDI

Come riesce il Coronavirus SARS- CoV2 ad entrare e infettare le cellule umane? E quali sono i suoi alleati all’interno del nostro organismo? Per rispondere a queste domande sono necessarie alcune premesse e, non ce ne vogliano i colleghi biologi, qualche semplificazione.

Sulla superficie delle cellule del sistema respiratorio umano c’è un piccolo recettore: si chiama ACE- 2 ( Angiotensin Converting Enzyme 2): è lui “l’alleato” del virus ed è lì che probabilmente dobbiamo andare a colpire. Secondo le ricerche più recenti ACE- 2 è infatti il canale di accesso che permette al virus SARS- CoV2 di entrare e diffondersi nell’organismo.

Il modo in cui le proteine come ACE- 2 si “ripiegano” su se stesse ( protein folding), determina la loro capacità di svolgere la propria funzione fisiologica, e per questo sono oggetto di studio. Simulare tutte le possibili configurazioni in cui la proteina può ripiegarsi per poi cercare di interferire con questo processo potrebbe essere la chiave per inibire la funzione di ACE- 2 e rallentare la propagazione del virus.

L’idea è quella di trovare, all’interno della struttura della proteina, delle piccole “tasche” in cui andare ad inserire le molecole di un farmaco che siano in grado di bloccare la proteina in una certa configurazione e di conseguenza inibire la sua funzione.

E’ proprio di questo che si sta occupando Sybilla Biotech, lo spin- off dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ( INFN) e delle Università di Trento e Perugia nato grazie alla sempre maggiore capacità del mondo della ricerca di trasferire alla società le proprie tecnologie. Gli algoritmi sviluppati da Sibylla consentono di ricostruire l’intero processo di folding delle catene polipeptidiche, costituite da diverse centinaia di aminoacidi, ed hanno ottenuto importanti risultati già applicati con successo per chiarire il meccanismo di azione dei farmaci.

Per simulare le tante configurazioni possibili della proteina, e individuare rapidamente un farmaco per contrastare il virus SARS- CoV2, sono però necessarie risorse di calcolo enormi, non accessibili a tutti. E dunque l’INFN ha messo a disposizione di Sibylla una potente rete di 30.000 calcolatori in parallelo, quelli che sono normalmente destinati a lavorare sui dati prodotti dal più grande acceleratore del mondo, il Large Hadron Collider ( LHC) del Cern di Ginevra e hanno permesso nel 2012 di scoprire il bosone di Higgs. Adesso verranno utilizzati per trovare il modo che impedisca al virus di aggredire le cellule umane. Grazie al supporto computazionale, i ricercatori di Sybilla saranno in grado di ottenere i primi risultati in poche settimane invece che mesi, risultati che saranno resi noti alla comunità scientifica internazionale affinché possano essere utilizzati subito da chiunque abbia i mezzi per farlo, sia in ambito accademico che industriale.

Un esempio di trasferimento tecnologico e di come le risorse investite in ricerca di base siano fondamentali per affrontare nuove sfide.

 

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