L’articolo “Iron-sulfur clusters as inhibitors and catalysts of viral replication” è il frutto della collaborazione di un gruppo internazionale di scienziati i quali, in qualità di leader nel settore delle metalloproteine, hanno indagato sul ruolo che i “cluster” ferro-zolfo hanno nelle infezioni virali. I “cluster” ferro-zolfo possono essere considerati tra i più antichi catalizzatori apparsi sul nostro pianeta che hanno contribuito alle origini della vita. La loro funzione, una volta associata a specifici sistemi cellulari, è fondamentale per la vita dell’uomo. In questo studio, si è cercato quindi di individuare come i “cluster” ferro-zolfo siano capaci di modulare la risposta immunitaria innata per limitare le infezioni virali, così come di capire in che modo alcune proteine umane contententi i “cluster” ferro-zolfo siano coinvolte nel supportare la replicazione dei virus.
Il motivo ispiratore di questa ricerca è il fatto che, dagli anni 2000 in poi, l’umanità è stata bersagliata da virus sempre più potenti e invasivi capaci di provocare un numero via via crescente di infezioni fino ad arrivare infatti all’attuale pandemia generata dal virus SARS-CoV-2.
Basti ricordare infatti, circa diciassette anni, fa l’epidemia da sindrome respiratoria acuta grave (SARS), così come la successiva sindrome respiratoria mediorientale coronavirus (MERS-CoV), un parente stretto della SARS-CoV, emersa nel 2012. Questo breve resoconto ci rende quindi consapevoli che nel prossimo futuro dovremo probabilmente affrontare altri virus, per esempio ceppi virali di coronavirus più evoluti. È quindi urgente e necessario ampliare le conoscenze su come i virus e il nostro sistema immunitario interagiscono per poter trovare soluzioni in grado di fermare la diffusione delle infezioni virali il più velocemente possibile.
Un lettore con un po’ di esperienza nel settore si accorgerà che questo articolo illustra un’importante novità relativa a come i “cluster” ferro-zolfo svolgano un ruolo essenziale in tutte le fasi della risposta immunitaria innata. Essi riconoscono varie componenti virali e attivano sia l’espressione di proteine capaci di limitare la replicazione del virus sia il funzionamento di un’importante proteina antivirale umana, comunemente chiamata “antiviral enzyme viperin”. Inoltre, lo studio ha evidenziato che i “cluster” ferro-zolfo possono avere la capacità di attivare un meccanismo di “feedback” per prevenire un’eccessiva risposta immunitaria innata. In questo meccanismo di “feedback”, livelli crescenti di specie chimiche molto reattive (ovvero perossido d’idrogeno, H2O2, e ossido di azoto, NO), causati dalla risposta immunitaria innata, sono rilevati dai “cluster” ferro-zolfo.
Di conseguenza, i “cluster” ferro-zolfo vengono degradati, inattivando le proteine coinvolte nella risposta immunitaria innata e prevenendo di fatto un’eccessiva risposta immunitaria e la produzione di livelli tossici di NO e H2O2 o di metaboliti che possono avere citotossicità. Di fatto quindi alcune proteine delle nostre cellule contenenti i “cluster” ferro-zolfo hanno la capacità di agire sia come inibitori che catalizzatori del processo di replicazione virale.
Il contributo della chimica a questo ambito di ricerca è di fatto enorme, in quanto necessario a descrivere fedelmente i processi cellulari “cluster” ferro-zolfo-dipendenti alla base sia della risposta immunitaria innata sia della replicazione virale. Queste conoscenze daranno la possibilità in futuro di identificare nuovi bersagli farmacologici per combattere un’ampia gamma di virus a RNA e DNA.
