Perché ci sono voluti più di 20 anni per scoprire il virus dell'epatite C, ma solo una settimana per scoprire il nuovo coronavirus?

Il primo premio Nobel nel 2020 è stato assegnato a tre scienziati che hanno scoperto il virus dell'epatite C in un arco di tempo di oltre 20 anni. Grazie ai progressi tecnologici e all'accumulo delle generazioni precedenti, quest'anno non è stato così difficile "scoprire" il nuovo coronavirus.

Redattore/Ding Lin Redattore per i nuovi media/Chen Xuanzhi

Mentre il mondo combatte una dura battaglia contro il nuovo coronavirus, il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina di quest'anno è stato assegnato ai tre scopritori del virus dell'epatite C.

▲L'annuncio del Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina 2020 (da Internet)

Prima del loro lavoro, erano stati scoperti i virus dell'epatite A e B, ma oltre l'80% dei casi di epatite trasmessa per via ematica rimaneva "inspiegabile". La scoperta del virus dell'epatite C ha svelato la causa dei casi rimanenti di epatite cronica e ha reso possibili esami del sangue e nuovi farmaci che hanno salvato milioni di vite.

Per “scoprire” un virus patogeno, devono essere soddisfatte diverse condizioni

Patrik Ernfors, esperto del Comitato per il Premio Nobel, ha sottolineato l'importanza della scoperta del virus in un'intervista rilasciata ai media.

"Il primo passo (per sconfiggere le malattie infettive virali) è individuare il virus che causa la malattia", ha affermato. "Una volta completato questo passaggio, saremo al punto di partenza per sviluppare farmaci e vaccini correlati".

Come descritto dal Comitato per il Premio Nobel, ci sono voluti decenni agli scienziati per scoprire il virus dell'epatite C. Questo perché, per confermare l'agente patogeno che causa una malattia epidemica, di solito sono richiesti i seguenti punti:

(1) Il patogeno sospetto deve essere trovato in tutti i pazienti e l'acido nucleico del patogeno può essere rilevato nei campioni clinici del paziente;

(2) Il patogeno può essere isolato con successo dai campioni clinici del paziente;

(3) Gli agenti patogeni isolati possono causare gli stessi sintomi della malattia dopo aver infettato gli animali ospiti.

▲Tra gli scopritori del virus, lo studio sistematico dell'epatite correlata alle trasfusioni condotto da Harvey J. Alter ha dimostrato che un virus sconosciuto era una causa comune di epatite cronica; Michael Houghton ha isolato il gene di un nuovo virus chiamato virus dell'epatite C; Charles M. Rice ha fornito la prova definitiva che il virus dell'epatite C da solo può causare l'epatite.

I tre scienziati e le numerose persone che hanno dato un contributo silenzioso alle loro spalle hanno raggiunto questi tre difficili passaggi. Oggigiorno la scoperta dei virus non è più così lontana. I "cacciatori di virus" riescono a identificare centinaia di virus ogni anno.

La velocità della scoperta del nuovo coronavirus "rompe i record"

Alla fine del 2019, a Wuhan si sono verificati diversi casi di "polmonite di causa sconosciuta" e l'agente patogeno è stato rapidamente identificato come il "nuovo coronavirus".

Secondo quanto riportato dall'agenzia di stampa Xinhua, il 2 gennaio di quest'anno, dopo aver ricevuto i campioni dei casi inviati dalla provincia di Hubei per i test, il Centro cinese per il controllo e la prevenzione delle malattie ha immediatamente avviato una "staffetta": estrazione dell'acido nucleico, sequenziamento dei geni, confronto e analisi... Dopo aver lavorato ininterrottamente per oltre 30 ore, il codice genetico del virus è stato finalmente decifrato per la prima volta. Sulla base di questa sequenza completa del genoma, sono stati rapidamente sviluppati reagenti per il rilevamento degli acidi nucleici.

Il secondo passaggio è l'isolamento del virus. L'isolamento e la coltivazione del coronavirus sono già difficili e gli esemplari sono stati sottoposti a congelamento e scongelamento e a trasporto su lunghe distanze, il che aumenta ulteriormente la difficoltà di separazione. Tuttavia, ci sono voluti cinque giorni ai ricercatori per isolare e identificare per la prima volta il nuovo coronavirus, ottenendo la prima foto al microscopio elettronico del nuovo coronavirus al mondo, che ha "messo il chiodo finale nella bara" per la rapida identificazione del patogeno.

Il 12 gennaio, il Centro cinese per il controllo e la prevenzione delle malattie, l'Accademia cinese delle scienze mediche e l'Istituto di virologia di Wuhan dell'Accademia cinese delle scienze, in qualità di agenzie designate dalla Commissione sanitaria nazionale, hanno inviato le informazioni sulla sequenza del genoma del nuovo coronavirus all'Organizzazione mondiale della sanità e le hanno pubblicate nel Global Influenza Sharing Database per la condivisione. Ciò costituisce una base importante per lo sviluppo di vaccini a livello globale, la ricerca sui farmaci e il controllo delle epidemie.

"La Cina ha identificato il patogeno in tempi record e ha condiviso le informazioni complete sulla sequenza del genoma del virus con l'Organizzazione mondiale della sanità e altri paesi", ha affermato Tedros Adhanom Ghebreyesus, direttore generale dell'Organizzazione mondiale della sanità.

Rispetto alla rapida "scoperta" del nuovo coronavirus, la scoperta del virus dell'epatite C è stata davvero lenta. Ciò è ovviamente dovuto allo sviluppo della scienza e della tecnologia. Ad esempio, i test sugli acidi nucleici sono stati la chiave per la scoperta del nuovo coronavirus e la tecnologia più primitiva per il sequenziamento genetico è stata sviluppata solo alla fine degli anni '70.

Nel 1972, dopo che Harvey Alter dimostrò che la causa dell'epatite cronica era un virus "non-A, non-B", l'isolamento del virus venne ritardato. Solo nel 1989 Michael Houghton e altri utilizzarono le più recenti tecnologie molecolari per isolare l'acido nucleico del virus dell'epatite C; Nel 1997, il team di Charles Rice ha utilizzato metodi di ingegneria genetica per "trasformare" il virus attivo dell'epatite C e ha dimostrato che il virus stesso può causare l'epatite C.

Dennis Brown, direttore scientifico dell'American Physiological Society, ha dichiarato in un'intervista ai media: "Stanno aspettando che la tecnologia maturi".

Lo scopritore 'dimenticato' del coronavirus umano

Inoltre, gli scienziati sono stati in grado di identificare rapidamente il "vero colpevole", il nuovo coronavirus, grazie alla loro familiarità con questo tipo di virus: la scoperta del nuovo coronavirus si basava su precedenti sviluppi della virologia, tra cui il virus dell'epatite C, che è anch'esso un virus a RNA.

▲Diagramma schematico del virus dell'epatite C (Fonte: sciencenews.org)

I coronavirus umani hanno rivelato per la prima volta la loro vera natura negli anni '60 e gli esseri umani ne sono a conoscenza da più di mezzo secolo.

La prima persona a "vedere" il coronavirus umano è stata una donna, la virologa britannica ed esperta di imaging virale June Almeida.

Il vero nome di Almeida prima del matrimonio era Joan Hart. Nacque a Glasgow, in Scozia, nel 1930. Suo padre era un autista di autobus locale e lei stessa non ricevette molta istruzione formale. A 16 anni, non potendo permettersi le tasse universitarie, accettò un lavoro come tecnico nel laboratorio di istopatologia del Glasgow Royal Infirmary. Qualche anno dopo, dopo essersi sposata, Almeida e la sua famiglia emigrarono a Toronto, in Canada.

Presso l'Ontario Institute for Cancer Research, Almeida non solo ha perfezionato l'uso dei microscopi elettronici, ma ha anche inventato un metodo innovativo per ottenere immagini più nitide dei virus, utilizzando anticorpi per aggregare i virus in cluster.

▲La virologa britannica ed esperta di imaging virale Joan Almeida (da Internet)

Il talento di Almeida fu riconosciuto tra gli scienziati britannici e nel 1964 tornò nel suo Paese per lavorare presso la facoltà di medicina affiliata al St. Thomas' Hospital di Londra (fu in questo ospedale che il primo ministro britannico Boris Johnson fu curato dopo essere stato infettato dal nuovo coronavirus). Dopo il suo ritorno a casa, Almeida iniziò a lavorare con David Tyrrell, che dirigeva un laboratorio di ricerca sul raffreddore.

Quando il team di Tyrrell ha studiato campioni di lavaggio nasale di volontari, ha scoperto che molti, ma non tutti, i virus associati al comune raffreddore potevano essere coltivati ​​in laboratorio. Tra i numerosi campioni ce n'era uno, il cui numero era B814, che era un liquido di lavaggio nasale prelevato da uno studente di scuola elementare nel sud dell'Inghilterra.

A differenza dei sintomi del mal di gola tipici del raffreddore, il B814 può causare apatia nella persona infetta; Inoltre, B814 può essere inattivato dai solventi grassi, il che significa che il patogeno ha una membrana esterna lipidica, anch'essa diversa dai tipici patogeni del raffreddore.

Tyrrell era curioso: è possibile vedere il vero aspetto del virus direttamente al microscopio elettronico? Inviarono alcuni campioni al laboratorio di Almeida, ma Tyrael non nutriva molte speranze. Dopotutto, il campione era in grado di causare sintomi nei volontari infetti, ma non riusciva a riprodursi negli ambienti di coltura comunemente utilizzati. I virus che non sono stati arricchiti e purificati non solo sono molto rari al microscopio elettronico, ma vengono anche interferiti dai tessuti cellulari.

Almeida ha superato tutte le aspettative. Ha utilizzato il "metodo di colorazione negativa" appreso in Canada per elaborare i campioni (per aumentare il contrasto dell'immagine) ed è riuscita a vedere le particelle del virus al microscopio, descrivendole come "simili ai virus dell'influenza, ma non esattamente uguali".

Ciò che vide fu in realtà il primo coronavirus umano.

▲Micrografia elettronica del coronavirus scattata da Almeida nel 1966 (Fonte: Wikipedia)

In effetti, Almeida aveva osservato particelle virali simili quando studiava il virus dell'epatite nei topi e il virus della bronchite nei polli.

Tuttavia, l'articolo da lei presentato a una rivista professionale è stato respinto durante la revisione paritaria. I revisori hanno affermato che le immagini da lei fornite di virus che infettano topi e polli non erano "altro che particelle di virus influenzali scarsamente rappresentate".

Un articolo basato sui risultati del campione B814 fu pubblicato sul British Medical Journal nel 1965. Le immagini delle particelle del virus che Almeida vide furono pubblicate sul Journal of General Virology due anni dopo. Il nome "coronavirus" è stato dato da ricercatori come Tyrrell e Almeida sulla base di immagini microscopiche.

In seguito Almeida si trasferì alla Royal Postgraduate School of Medicine di Londra (ora Imperial College Medical School) per continuare la sua ricerca, dove ottenne il dottorato. Ha concluso la sua carriera presso il Wellcome Institute nel Regno Unito, dove ha ottenuto diversi brevetti nel campo dell'imaging virale.

Joan Almeida morì nel 2007 all'età di 77 anni.

Almeida non è una star scientifica da "premio Nobel" a cui tutti prestano attenzione, e forse in pochi provano pena per lei: le sue foto al microscopio elettronico del virus della rosolia e del virus dell'epatite B compaiono in alcuni libri di testo, e ha partecipato alla scoperta di un virus del raffreddore "non minaccioso", "tutto qui".

Riferimenti

[1] bbc.com/zhongwen/simp/science-52300930

[2] nytimes.com/2020/05/08/obituaries/june-almeida-overlooked-coronavirus.html

[3] nationalgeographic.com/history/2020/04/june-almeida-discovered-coronaviruses-decades-ago-little-recognition/

[4] news.cctv.com/2020/01/09/ARTI9Vp9Lra4Tvltz3r7es96200109.shtml

[5]xinhuanet.com/world/2020-04/10/c_1125839503.htm

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