Come ti spieghiamo il coronavirus

Guida tra le FAQ del momento

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A seguire proponiamo una raccolta di domande frequenti, alla quale abbiamo cercato di rispondere in maniera sintetica ed al meglio delle nostre possibilità. Gli autori dell’articolo sono studenti universitari di materie legate alla scienza della vita, soci di NOVA ed appassionati di divulgazione.

Raccomandiamo comunque di consultare le fonti ufficiali, segnalate anche nel testo (e.g. Organizzazione Mondiale della Sanità e Ministero della Salute) per eventuali aggiornamenti, e di consultare sempre il prorio medico prima di prendere una qualunque decisione terapeutica.
Nel caso pensiate siano riportate delle informazioni erronee vi preghiamo di segnalarcelo alla email info [at] nova-aps.it.

Cos’è una pandemia? 1

Secondo l’OMS, l’Organizzazione Mondiale della Sanità, a cui aderiscono 194 Stati del mondo tra cui l’Italia dal 1947, una pandemia è la diffusione di una nuova malattia in almeno due continenti, con un’alta trasmissione da uomo a uomo. Un’epidemia è invece una patologia che si diffonde tra un alto numero di persone in un territorio più o meno vasto.
Nella storia si sono succedute diverse pandemie:

NOME EPIDEMIA AGENTE EZIOLOGICO DATAVITTIME (nel mondo)
Peste di Giustiniano Batterio Yersinia pestis 542 d.C 50-100 milioni
Peste nera (peste bubbonica) Batterio Yersinia pestis 1346-1353 20 milioni (in Europa)
Vaiolo Variola virus XVIII secolo Milioni (in Europa)
Spagnola Virus dell’influenza A H1N1 1918 50-100 milioni
Influenza asiatica Virus dell’influenza A H2N2 1956-1960 2 milioni
Influenza di Hong Kong Virus dell’influenza A H3N2 1968-1969 1 milione
AIDS Virus HIV 1981-2017 40 milioni
SARS Virus SARS-CoV (famiglia dei Coronaviridae) 2002 774
Influenza Suina Virus A H1N1 (famiglia degli Orthomyxoviridae) 2009 18.000
MERS Virus MERS-CoV (famiglia dei Coronaviridae) 2012-2016 858
Aviaria Virus A H5N1 (famiglia degli Orthomyxoviridae) 2013-2016 295
Ebola Virus Ebola 2014-2016 11.325
COVID-19 Virus SARS-CoV-2 (famiglia dei Coronaviridae) 2020 190.895
(aggiornato al 24/04/2020)

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Cos’è SARS-CoV-2? 

SARS-CoV-2 (Sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2) è il nome che il Gruppo di Studio sul Coronavirus (CSG) del Comitato Internazionale per la Tassonomia dei Virus (International Committee on Taxonomy of Viruses) ha provvisoriamente dato al virus respiratorio che sta causando la pandemia in questi mesi. 4-8

La malattia che SARS-CoV-2 provoca è denominata COVID-19. CO deriva da Corona, VI da Virus e D da Disease (“Malattia”) mentre il numero 19 è riferito all’anno di scoperta, ovvero il 2019.

Questo virus appartiene alla famiglia Coronaviridae, conosciuta alla comunità scientifica da molti anni come famiglia di virus responsabili di alcune patologie nell’animale e nell’uomo. Le patologie causate dai virus di questa famiglia sono tra le più varie e possono manifestarsi in maniera asintomatica, possono causare un raffreddore o diarrea oppure causare anche polmonite e sindrome acuta respiratoria ed essere fatali.2-5.

Alcuni coronavirus sono diventati di rilievo in recenti anni, perché sono stati l’agente eziologico di alcune epidemie. 

Nel 2003 SARS-CoV (Severe acute respiratory syndrome coronavirus) ha causato un’epidemia in Cina, è passato all’uomo dal pipistrello. 

Nel 2012 è avvenuto il primo caso di morte dovuto ad un altro coronavirus, denominato Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV), in Arabia Saudita. Il virus MERS-CoV utilizza il recettore DPP4 (Dipeptidyl-peptidase 4) per entrare all’interno delle cellule delle vie respiratorie inferiori, diversamente da quanto è stato visto per i virus SARS-CoV e SARS-CoV-2. Anche MERS-CoV è un virus zoonotico, che è passato cioè all’uomo tramite cammelli infetti con virus di pipistrelli.

I virus della famiglia Coronaviridae possono essere visualizzati grazie ad un microscopio elettronico, che ha un elevato potere di risoluzione, e che permette di visualizzare le caratteristiche del virus.Questi virus sono di forma rotondeggiante e sono provvisti di envelope (un involucro che serve per proteggere il virus). Questo possiede gli spikes, delle strutture a forma di “punta” che creano una “corona” al virus stesso (da cui la famiglia prende il nome).2

I virus della famiglia Coronaviridae possiedono un genoma a singola catena di RNA necessario per la loro replicazione.

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Com’è fatto il suo genoma?

Il genoma è il materiale genetico totale (DNA o RNA) di ogni organismo, l’insieme di tutte le informazioni genetiche necessarie a produrre un organismo nel suo insieme. 

Ogni genoma è formato da geni che codificano per varie proteine, nel caso del SARS-CoV-2 ci sono quattro proteine principali mentre le restanti vengono definite “accessorie”.2-6

Le 4 principali proteine sono:

  • La glicoproteina S è formata da due parti, la subunità S1 permette il tropismo di specie (ovvero quale specie il virus riuscirà a colonizzare) e quello cellulare (quale delle cellule dell’individuo potranno essere colonizzate) mentre la subunità S2 media l’entrata del virus nella cellula stessa;
  • La proteina M (membrana), che si pensa possa essere responsabile della forma del virione (particelle virali ancora inattive che vengono rilasciate dal virus per infettare altri organismi);
  • Le proteine E ed N, rispettivamente proteine dell’envelope e dell’involucro del nucleo;

Le proteine “accessorie” interferiscono con la risposta immunitaria dell’ospite nei confronti del virus determinando, in alcuni casi, una risposta immunitaria eccessiva.

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Perché si dice che può mutare?

Quando un genoma si replica c’è la possibilità che vengano introdotti degli errori all’interno del genoma stesso, e questo aiuta i virus a mutare (ovvero a cambiare). Quando un virus cambia alcune sue caratteristiche è possibile che il sistema immunitario non lo riconosca più, e che lui possa quindi “invaderci”. SARS-CoV-2, come gli altri membri della famiglia, ha un genoma di grandi dimensioni e questo è un fattore che aumenta la possibilità di nuove mutazioni.

Questo è alla base del rapporto che i virus hanno con gli esseri viventi, ovvero una continua “corsa al cambiamento” dove il virus deve riuscire a mutare più velocemente di quanto il sistema immunitario riesca a riconoscerlo per poter sopravvivere.2

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Da dove arriva? 9 

Sebbene la derivazione del virus dal pipistrello (Rhinolophus affinis) sia ormai considerata attendibile, non lo si può dire ancora con assoluta certezza. 

Questa supposizione deriva dal fatto che nel pipistrello, incolpato di essere il serbatoio naturale del SARS-CoV-2, si sia trovato un altro Coronavirus (CoV-RaTG13) che condivide il 96,2% dei nucleotidi, ma la cui sequenza diverge troppo per poter assegnare un grado di parentela. Se non si scopriranno Coronavirus più simili al SARS-CoV-2 in questi pipistrelli, si dovrà prendere in considerazione la presenza di un ospite intermedio o la loro non relazione al nostro tipo di Coronavirus.

Fin da subito si è cercato il serbatoio naturale del SARS-CoV-2 negli animali venduti, sia vivi sia morti, nel mercato del pesce di Wuhan. 

Di recente gli studi si sono focalizzati sul Pangolino del Borneo (Manis javanica), in cui è stato trovato un Coronavirus che è l’unione di due sottogeneri di Coronavirus, uno dei quali strettamente legato al SARS-CoV-2. Questa relazione si è vista da una somiglianza del 97,4%  con una proteina presente nel SARS-CoV-2. La somiglianza fra questi due virus risulta maggiore di quella tra il SARS-CoV-2 e Cov-RaTG13, quindi il Pangolino potrebbe essere uno dei possibili ospiti intermedi. 

Molte informazioni sulla zoonosi di SARS-CoV-2 sono ancora poco chiare; in primo luogo, se i pipistrelli avessero trasmesso il virus ai pangolini, sarebbe da chiarire la circostanza di questa trasmissione. Se invece la trasmissione fosse stata diretta dal pipistrello all’uomo, bisognerebbe determinare anche in questo caso la modalità di contatto.

Infine, se un terzo mammifero fosse il vero ospite intermedio, si dovrebbero capire come questo abbia potuto interagire con pipistrelli, pangolini e uomo.

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Perché si è trasmesso all’uomo? 9

Un virus, per adattarsi ad un ospite diverso dal suo serbatoio naturale, deve mutare il suo materiale genetico (RNA, in questo caso). I coronavirus hanno 3 caratteristiche che gli facilitano questo evento:

  1. C’è un alto tasso di mutazioni durante la creazione di nuovo RNA virale, comparando il tasso di mutazioni con altri virus simili ai coronavirus il loro rateo di mutazione è stato classificato tra “moderato” e “alto”. Questo tasso di mutazioni varia anche a seconda di quanto il virus è adattato all’ospite. Il SARS-CoV-2 ha dimostrato un buon adattamento all’uomo e il suo rateo di mutazioni è più basso rispetto al SARS-CoV, che dimostrava un più alto tasso di mutazioni e un minore adattamento all’uomo. Questo adattamento è visto come una cosa positiva, visto che dei vaccini sarebbero resi inutili velocemente se il virus mutasse con maggiore rapidità.
  2. Il suo RNA è molto plastico vista la sua lunghezza e per questo è particolarmente prono ad una coevoluzione con un’altra specie;
  3. Durante la creazione di nuovo RNA virale il virus deve usare uno stampo da copiarlo, e può utilizzare sia l’RNA del virus di partenza sia un RNA creato successivamente. I coronavirus possono però copiare parti del materiale genetico dell’ospite cambiando temporaneamente stampo, di conseguenza diventa più affine o si adatta ad un altro ospite. 

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C’è la possibilità che altri coronavirus facciano il salto di specie? 9

La risposta a questa domanda è ovviamente “sì”, in natura la mutazione è una cosa naturale che aiuta tutti gli organismi ad evolversi. Si conosce una grande varietà di ospiti naturali per virus che per ora non hanno fatto un salto di specie ma la loro diretta vicinanza con l’uomo o con ospiti intermedi e la possibile consumazione come alimento, può portare al salto di specie e alla creazione di un’altra pandemia. In passato abbiamo assistito a molti di questi salti di specie, basti pensare all’Ebola o l’HIV per citare i più famosi, ma ci sono molti salti di specie che ogni anno passano inosservati. La prevenzione può essere portata avanti tramite i già rigidi controlli che il nostro paese fa su tutti gli alimenti, oltre che ad una continua ricerca sui microrganismi e i loro ospiti.

Immagine da: Ye, Z. W., Yuan, S., Yuen, K. S., Fung, S. Y., Chan, C. P., & Jin, D. Y. (2020). Zoonotic origins of human coronaviruses. International journal of biological sciences, 16 (10), 1686–1697. https://doi.org/10.7150/ijbs.45472

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Come si trasmette tra le persone?

Come altri virus respiratori, tra cui molti della famiglia Coronaviridae, il virus SARS-CoV-2 si trasmette attraverso goccioline di saliva (“droplets”) che vengono emanate quando si tossisce o si starnutisce.

La trasmissione può avvenire dunque in diversi modi:

  1. Contatto diretto tra le goccioline e la bocca/gli occhi/il naso, qualora ci si trovi a distanza ravvicinata da una persona contagiata (ad oggi si considera sicura una distanza di circa 2 metri).
  2. Contatto indiretto attraverso la contaminazione di mani o superfici che entrino poi in contatto con bocca/occhi/naso. 

A questo proposito si sono compiuti numerosi studi sulla permanenza della carica virale sulle superfici, dimostrando che il virus potrebbe resistere addirittura fino a 48h sull’acciaio inossidabile e 72h sulla plastica, con un tempo di dimezzamento rispettivamente di 6h e di 7h 10; risulta quindi importante porre attenzione all’igiene personale, ma anche alla pulizia delle superfici.


Video sulle modalità di trasmissione del virus SARS-CoV-2

Perché è importante comprendere il suo meccanismo molecolare di infezione?

La comprensione delle interazioni del virus con un particolare recettore cellulare e il fatto che sfrutti degli specifici enzimi per entrare nelle cellule, ci fa capire l’infettività (capacità di un patogeno di infettare un organismo), la patogenesi26,27 ed il tropismo, ossia la sua affinità verso un particolare tessuto e delle particolari cellule.

Non solo! La strategia che usa il virus per entrare nelle nostre cellule, potrebbe essere un target ideale per un potenziale farmaco, proprio perché è il primo momento in cui possiamo tentare di sconfiggere il virus, prima che aggredisca le cellule e riesca a diffondersi.

Ad esempio un recente studio ipotizza di bloccare la proteasi TMPRSS2, indispensabile per il virus nel processo di ingresso nella cellula20.

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Come entra nelle cellule?

I virus come SARS-CoV-2 sono dotati di particolari proteine di superficie dette “spike” (o proteina S), che contengono dei siti di legame in grado di “agganciarsi” a specifici recettori nelle cellule dell’organismo che ospita il virus.

Il SARS-CoV (il virus che colpì migliaia di persone in tutto il mondo tra il 2002 e il 200424,25), già approfondito in molti studi negli anni passati, contiene proteine spike in grado di legarsi ad enzimi specifici presenti sulla superficie delle cellule di polmoni, arterie, cuore, reni ed intestino degli esseri umani.

La somiglianza tra le proteine spike di SARS-CoV e quelle di SARS-CoV-2 ha portato i ricercatori a ipotizzare che i due virus usassero lo stesso recettore per entrare nelle cellule15. 

Ulteriori studi hanno confermato che utilizzano lo stesso meccanismo di ingresso16,17-18, creando un vantaggio anche per lo sviluppo di un vaccino o un nuovo farmaco; infatti si potranno sfruttare le molte informazioni che già abbiamo, riguardo a SARS-CoV.

Approfondimento sul meccanismo di infezione delle cellule

Per giungere alle prime conclusioni rispetto alla modalità di infezione del nuovo Coronavirus si è analizzato, data la sua somiglianza strutturale, il meccanismo di infezione di SARS-CoV (il virus che colpì migliaia di persone in tutto il mondo tra il 2002 e il 200424,25), già approfondito in molti studi negli anni passati.

Una proteina di superficie del virus SARS-CoV, detta “spike” (o proteina S), contiene un dominio di legame (RBD, receptor-binding domain) che riconosce uno specifico enzima detto “enzima convertitore dell’angiotensina 2” (ACE2, angiotensin-converting enzyme 2)11,12, presente sulla superficie delle cellule di polmoni, arterie, cuore, reni ed intestino.

La superficie dell’ACE2 umano (hACE2) contiene due siti di legame ai virus che legano in particolare SARS-CoV; diverse mutazioni di selezione naturale portano gli RBD ad adattarsi al meglio ai recettori, regolando l’infettività, la patogenesi e la trasmissione del virus (anche tra le diverse specie).11,13,14

Vista la somiglianza delle proteine spike di SARS-CoV-2 rispetto a quelle di SARS-CoV, è stato ipotizzato15, e successivamente validato16,17-18 da alcuni studi, che anche il SARS-CoV-2 riconoscerebbe il recettore hACE2.

Un recente studio ha specificato inoltre che alcune mutazioni a carico degli RBD hanno reso il SARS-CoV-2 ancora più “esperto” nel riconoscere i recettori hACE2, rispetto al suo “parente” SARS-CoV.19

Il virus, una volta individuata la cellula in cui vuole entrare, tramite lo specifico recettore, deve trovare il modo per accedervi; in particolare il SARS-CoV-2, come il SARS-CoV, sfrutta un meccanismo che gli permette di fondersi alla membrana, ancora tramite le proteine S.

Alcuni enzimi presenti nelle nostre cellule (in particolare sembra avere molta importanza la serin proteasi TMPRSS220) agiscono sulle proteine S, tagliandole in specifici punti e formando in questo modo nuovi domini proteici che favoriscono la fusione del virus alla cellula e quindi il suo ingresso.

Va specificato che gli studi che propongono l’enzima hACE2 come recettore devono ancora essere approfonditi ed estesi; infatti i recettori di questo tipo sono molto più presenti in altri tessuti piuttosto che nei polmoni21,22, che risultano però più colpiti da SARS-CoV-223.

Potrebbero quindi esserci altri recettori riconosciuti dal virus; il meccanismo molecolare sarà importante oggetto di studio nel prossimo futuro.

Immagine da: Shang, J. et al. Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV-2. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-020-2179-y (2020).
Meccanismo di ingresso nelle cellule

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Perché si usano farmaci già in commercio, indicati per altre patologie?

Il processo di ricerca e sviluppo di un farmaco richiede dei tempi tecnici sia per la ricerca dei target e la loro validazione, sia per la sperimentazione e le necessarie valutazioni sulla sicurezza. Non avendo a disposizione farmaci specifici per combattere SARS-CoV-2, quindi, mentre si procede con il loro sviluppo, l’unica alternativa è il “drugrepositioning”, cioè provare ad usare dei farmaci già esistenti che vadano ad esempio a limitare le manifestazioni patologie più gravi del virus o anche, se possibile, a colpirlo direttamente.

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Qual è l’iter di un farmaco, prima dell’immissione in commercio?

Dal momento in cui, in un laboratorio farmaceutico, si individua il target del farmaco e si ipotizzano alcune molecole che potrebbero avere un effetto su di esso, fino all’immissione in commercio, possono trascorrere anche 15-20 anni.

Dopo una iniziale fase di studio per individuare i composti più promettenti, ha inizio la vera e propria ricerca preclinica; durante questo periodo, oltre a restringere sempre più il campo verso il composto migliore (usando tecniche in vitro o in vivo, su animali da laboratorio) si conducono test per:

  • valutare l’efficacia del composto, supponendo che i test in vitro o in vivo (su animali) siano predittivi rispetto a ciò che accadrà in vivo nell’uomo;
  • valutare la sicurezza del composto oggetto di studio;
  • valutare la tossicità in almeno due specie animali, a breve, medio e lungo termine (a seconda della durata per cui sarà proposto l’uso del farmaco e tenendo conto della vita media degli animali da laboratorio).

Si conducono quindi tutti i test necessari per valutare se il composto sia ragionevolmente efficace e sia sicuro procedere con prove cliniche.

Lo step successivo è lo sviluppo clinico, il primo momento in cui si somministra il composto all’uomo. Si valutano ancora parametri relativi alla sicurezza e all’efficacia; si individuano 3 fasi:

  1. Studi in volontari sani, per valutare la sicurezza (20-100 persone);
  2. Studi in pazienti affetti dalla patologia per cui verrà proposto il farmaco (100-500 persone); alla fine di questa fase si ottengono importanti dati sulla vera e propria efficacia del farmaco sull’uomo e si valuta se proseguire con lo studio, a seconda che vengano confermate o meno le ipotesi fatte in preclinica;
  3. Studi su larga scala, per confermare l’efficacia del farmaco su più pazienti (1000 – >5000 persone); in questa fase si confronta anche il composto con la miglior terapia presente al momento dello studio, per valutare la reale utilità del farmaco che verrà proposto.

Terminata la fase clinica, verificando di aver lavorato rispettando la buona pratica di laboratorio (GLP: good laboratory practice) e la buona pratica clinica (GCP: good clinical practice) si può presentare un dossier contenente tutti i dati ottenuti e richiedere l’Autorizzazione all’Immissione in Commercio all’Agenzia di competenza (AIFA in Italia, EMA in Europa, FDA negli Stati Uniti d’America).

Anche dopo l’immissione in commercio, prosegue la sorveglianza della sicurezza (c.d. farmacovigilanza o fase 4); si formulano valutazioni a lungo termine e, eventualmente, si perfezionano le indicazioni terapeutiche.

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Quali farmaci sono stati utilizzati finora per SARS-CoV-2 e COVID-19?

L’esempio più “famoso” è l’utilizzo del Tocilizumab, un anticorpo monoclonale (molecola che riconosce in maniera altamente specifica un determinato recettore) attivo contro il recettore dell’interleuchina 6, una citochina che risulta implicata nella patogenesi di diverse malattie autoimmuni, come l’artrite reumatoide.

Si è evidenziato in molti casi clinici che l’infezione da SARS-CoV-2 è associata ad una forte produzione (“tempesta”) di citochine ed una iper-attivazione del sistema immunitario.

Il Tocilizumab, quindi, andrebbe a diminuire sensibilmente l’eccessiva attivazione della risposta immunitaria28, responsabile dei gravi danni ai polmoni.

Un altro farmaco che si sta provando ad usare è il Remdesivir, una molecola che si incorpora nell’RNA appena sintetizzato dal virus e, in poche parole, inattiva il suo meccanismo di riproduzione.

Il Remdesivir è un potente antivirale, attualmente in trial clinico per la cura dell’infezione dal virus Ebola29.

Favipiravir (Avigan®): si tratta di un antivirale ad ampio spettro approvato solo in Giappone e consigliato per il trattamento per l’influenza. È stato sperimentato anche nel 2014-2015 durante la diffusione dell’Ebola Virus in Guinea, dove sembrava aumentare la sopravvivenza dei pazienti.

Oggi viene riproposto per il trattamento del Covid-19 sempre in Giappone, dove è stato condotto uno studio su 80 pazienti, 35 dei quali avrebbero avuto effetti benefici dal farmaco.30

È stato condotto anche un altro studio con più ampio numero di persone coinvolte, che suggerisce un controllo sul Covid-19 da parte di Favipiravir31.

Sono però necessari ulteriori approfondimenti su questo farmaco, innanzitutto per determinarne la sicurezza (finora testata solo in Giappone, dove è stato approvato) e successivamente per verificarne l’effettiva efficacia su pazienti Covid-19+. Anche l’azienda produttrice Fujifilm Toyama Chemical ha annunciato che inizierà uno studio per valutare sicurezza ed efficacia di Avigan (nome commerciale dato dalla ditta) su pazienti Covid-19+.

Data la scarsità degli studi effettuati su Favipiravir, risulta quindi decisamente poco sicuro somministrarlo anche solo in modo “compassionevole”. Nonostante ciò, nella regione Veneto è stata avviata la sperimentazione del farmaco, anche a domicilio, su pazienti Covid-19+.32

Nelle ultime settimane si è parlato molto anche di un possibile effetto di Clorochina (un noto farmaco anti-malarico) e Idrossiclorochina, un suo derivato; alcuni studi effettuati in passato suggerivano un’attività della Clorochina contro il virus SARS-CoV33, quindi se ne stanno studiando gli effetti anche su SARS-CoV-2.

Alcuni dei risultati finora ottenuti sembrano positivi34, ma altri studi sugli stessi principi attivi non evidenziano attività rilevanti su SARS-CoV-2. La situazione rimane in continua evoluzione.

In attesa di avere un farmaco specifico per la cura dell’infezione o un vaccino contro SARS-CoV-2, sicuramente si procederà con la sperimentazione clinica, ma anche di laboratorio, di altri farmaci esistenti, sperando di arrivare il più velocemente possibile ad un rimedio efficace per contrastare la pandemia.

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Come si esegue il test sul tampone? 

immagine tratta dal Corriere della Sera

I risultati del tampone sono poi disponibili 4-6 ore dopo averlo effettuato. Si consiglia di ripetere il tampone due volte in modo da limitare il numero di falsi negativi, persone che risultano non infette ma che sono state già contagiate. 

Sul muco prelevato con il tampone in laboratorio si esegue una RT-PCR. La PCR è una tecnica che si usa normalmente in laboratorio per amplificare, fare più copie, di una sequenza specifica di DNA che si sta studiando e che al suo interno contiene geni di interesse. 

Il Covid-19, come tanti altri virus, non possiede un DNA ma un RNA, una molecola simile al DNA ma con un solo filamento.

Schema del singolo filamento di RNA e doppio filamento dell’RNA.

Per amplificare il materiale genetico a partire dall’RNA bisogna quindi modificare la reazione di PCR, facendo un RT-PCR.35

video esplicativo della RT-PCR

Nell’RT-PCR “RT” sta per l’enzima trascrittasi inversa, un enzima che ha la capacità di sintetizzare DNA a partire dall’RNA del virus, creando un filamento copia di quello originale (cDNA).

immagine da Lab-Hacks

A questo punto si procede con una real time PCR, una PCR che mostra i risultati dell’analisi quantitativa (quanto virus è presente nella soluzione) in tempo reale attraverso dei grafici. 

Sul cDNA del virus si inserisce una sonda (probe), una molecola  fluorescente specifica per i geni virali.

Se nella secrezione è presente il virus ogni volta che si faranno delle copie delle sequenze virali la sonda verrà attivata emettendo un segnale luminoso fluorescente. La sua fluorescenza quindi sarà direttamente proporzionale alla quantità di RNA virale presente e verrà visualizzata in un grafico. Se il segnale è maggiore della soglia (threshold) il campione è positivo, se è al di sotto è negativo. 

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Su chi si effettua il tampone?

Ad oggi le direttive prevedono di effettuare il test solo su pazienti con sintomi riconducibili al Coronavirus come febbre, stanchezza, dolori muscolari e tosse secca o venuti in contatto con persone risultate positive al Covid-19. 

La priorità è quella poi di sottoporre a tampone gli operatori sanitari, i medici e gli infermieri che sono in prima linea nella lotta contro questo nuovo virus. 

Resta aperta la questione relativa alla necessità di uno screening di massa. 

Lo svantaggio di un tampone, a detta degli esperti, però, sarebbe quello di rilevare il risultato di un preciso momento, facendo quindi risultare negative persone che magari svilupperanno il virus nei giorni seguenti. 

Il virus ha infatti 15 giorni di incubazione, un periodo di tempo in cui il virus resta latente nel nostro organismo e non si manifesta. In più, fare uno screening dell’intera popolazione porta via molto tempo, ha costi elevati e necessita di manodopera da parte del personale medico, già gravato dalla situazione.38

Al Servizio Sanitario Nazionale il tampone costa una decina di centesimi ma non essendo un test “fai da te” bisogna considerare il personale sanitario che occorre per eseguirlo e soprattutto analizzarlo, la quantità di reagenti necessari per l’analisi e la strumentazione di laboratorio che sono molto costosi.

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Come funziona il test degli anticorpi?

Gli anticorpi sono proteine in grado di far maturare le cellule immunitarie del nostro corpo che ci difendono da agenti patogeni, gli antigeni, riconoscendoli, legandoli nel loro sito di legame e distruggendoli.

immagine da Wikipedia

Anche il COVID-19 può essere diagnosticato utilizzando kit di rilevazione di anticorpi. Si tratta di test immunologici che utilizzano un campione di siero di sangue (basta anche una goccia dal dito) e che ricercano gli anticorpi IgM e IgG. Questo tipo di test è utile a trovare gli anticorpi anche in chi è ormai guarito del virus. I primi test sono già stati fatti, ora la sfida è quella di realizzarne alcuni che diano il risultato in meno tempo possibile. Non si conoscono però ancora i tempi di comparsa di questi anticorpi dopo l’infezione, si va da 4 giorni a 2 settimane.36-37

Immagine da: http://resnaturalis.blogspot.com/2011/04/test-elisa-metodo-diretto-sandwich-e.html

Questi test utilizzano di solito la metodologia ELISA indiretta.

Questa metodologia prevede l’immobilizzazione su un supporto solido sul fondo di un pozzetto dell’anticorpo e l’inserimento del campione di interesse. Se l’antigene è presente si legherà agli anticorpi presenti. A questo complesso anticorpo+antigene si farà legare un secondo anticorpo legato ad un enzima in modo da formare una struttura a sandwich anticorpo+antigene+anticorpo. L’enzima reagirà dando un segnale (di solito luminoso) quando si troverà in presenza dell’antigene nei pazienti infettati. 

Il vantaggio di un test anticorpale sarebbe quello di individuare coloro che hanno già avuto la malattia, specialmente gli asintomatici, pazienti positivi che non mostrando alcun sintomo potrebbero non essersene resi conto, in modo da percepire la reale diffusione della pandemia. 

Video esplicativo della metodologia ELISA (fonte: wikipedia)

Alcune delle regioni italiane del Nord come Veneto, Toscana ed Emilia Romagna si stanno già muovendo in questa direzione.

Per ora non è una proposta suggerita da nessun ente ma è quella la direzione in cui andrà la seconda fase della pandemia in corso.

Un test per gli anticorpi costa da 15 a 30 euro circa, se si dovesse fare a tutta la popolazione italiana (60 milioni circa) servirebbero quindi 900milioni. 

Inoltre questa tipologia di test è ancora in sperimentazione, non esiste ancora un test valido a livello nazionale che possa quindi essere preso in considerazione. La validazione di un test necessita ancora di test in vitro effettuati in laboratorio grazie ai quali  sarebbe possibile anche avere dei dati più certi riguardo l’attendibilità dei risultati, cioè ridurre al minimo la possibilità di falsi negativi o falsi positivi. 

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Quali sono i test rapidi attualmente disponibili?

Rassegna (incompleta) dei test rapidi tampone disponibili ad oggi:

  • Diasorin, Spallanzani di Roma e Policlinico San Matteo di Pavia, 60 minuti, si basa sulla Mdx (Differenziazione dei materiali a raggi X);39
  • Roche, approvato dalla Food and Drug Administration negli USA e in attesa di essere approvato anche in Italia, 3 ore e mezzo. 
  • Clonit quanty Covid-19 Ce-Ivd, sviluppato da Clonit in collaborazione con l’Università degli Studi di Milano e l’Ospedale Sacco, meno di due ore.
  • Menarini, test effettuati attraverso lo strumento VitaPCR, un amplificatore per PCR di Credo Diagnostics Biomedical di Singapore di piccole dimensioni realizzato per essere utilizzato direttamente nel sito di cura, 20 minuti. Una volta prelevato il campione di muco questo viene inserito in un flaconcino contenente un liquido ed agitato. Il suo contenuto viene quindi versato in un altro flaconcino, contenente il reagente che, una volta richiuso, viene inserito all’interno del sistema VitaPCR, avviando il processo di analisi.40

Rassegna (incompleta) dei test rapidi anticorpi dispondibili ad oggi:

  • Screen Covid-19 IgG/IgM 2019-nCOV, Screen Italia, test di rilevamento di IgG e IgM da campioni di sangue intero con un pungidito, 10 minuti.41
immagine tratta da www.screenitalia.it
  • Covid-19 IgG/IgM RAPID TEST Mod.GCCOV-402, Innoliving, da sangue intero, 10 minuti.
  • VivaDiag Covid-19 IgG/IgM, Alpha Pharma di Bitonto, da sangue intero, 15 minuti.

Immagine da : https://www.panorama.it/news/salute/

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Come funziona un vaccino?

I vaccini sono preparazioni mediche contenenti agenti patogeni trattati in modo da non provocare danni all’organismo, “uccisi” o “attenuati”, in modo da far sviluppare a questo organismo un’immunità acquisita nei loro confronti ma da non provocare la malattia.

Per immunità acquisita si intende la capacità da parte del nostro sistema immunitario di ricordare un agente patogeno, quindi saperlo riconoscerlo e avere le armi per distruggerlo. Sottoponendo al nostro organismo piccole quantità di agenti patogeni attenuati presenti nei vaccini una (o più volte in alcuni tipi di vaccini), si rendono le cellule del nostro sistema immunitario capaci di sapersi difendere in caso di una seconda infezione. 

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Quale iter segue normalmente un vaccino?

Lo sviluppo di un vaccino in situazioni normali dura circa 15-20 anni e segue diverse fasi:

  • Studio del microrganismo responsabile della malattia e delle sue modalità di interazione con l’organismo umano. Si effettuano studi sperimentali in vitro, in laboratorio, in base ai quali si definisce la composizione qualitativa e quantitativa del vaccino;
  • Sperimentazione pre-clinica che include studi in vitro e su modelli animali attraverso i quali si definiscono la capacità di indurre la risposta immunitaria dell’antigene, i potenziali effetti tossici, l’efficacia e la sicurezza su un organismo vivente complesso;
  • Sperimentazione clinica, si compone di 3 fasi pre-commercializzazione:
    1. Negli studi di fase 1 il vaccino viene testato su un numero limitato di persone (alcune decine) per valutarne la tollerabilità e gli effetti collaterali del vaccino;
    2. Durante gli studi di fase 2 il vaccino viene testato su più persone (un centinaio) per valutare gli effetti tossici e immunogenici, cioè la capacità del vaccino di indurre una risposta immunitaria valida;
    3. Negli studi di fase 3 viene fatta una prova di efficacia del vaccino su larga scala (migliaia di soggetti volontari);

Se il vaccino soddisfa gli standard richiesti viene autorizzata l’immissione in commercio da parte delle autorità competenti (AIFA, Agenzia Italiana del Farmaco per l’Italia).
Studi di fase quarta, dopo la commercializzazione verificano l’efficacia e la sicurezza del vaccino nelle sue reali condizioni d’uso anche a lungo termine.

Tutti gli studi effettuati durante lo sviluppo di un vaccino (come per tutti i medicinali) devono rispondere agli standard internazionali di etica e qualità scientifica previsti dalle norme di buona pratica clinica, codificate a livello globale (Good Clinical Practice, GCP).42

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Quali vaccini si stanno sviluppando?

NEL MONDO 44

  • PittCoVacc, University of Pittsburgh Medical Center, si tratta di un cerotto con 400 microaghi che non entrano profondamente nella pelle ma che si sciolgono in pochi minuti rilasciando l’antigene nell’organismo. Si inietta la proteina del virus “spike” che induce nell’organismo una risposta immunitaria. Il fatto di iniettarla con questo meccanismo nella pelle fa sì che l’iniezione sia mirata e localizzata in un punto per cui servirà una minore quantità di vaccino; 43
  • mRna-1273, Moderna, prevede l’iniezione dell’RNA virale in modo che produca proteine virali che dovranno essere riconosciute e abbattute dal sistema immunitario. E’ già stato provato sull’uomo;
  • Ad5-nCoV, CanSino Biologicals, usa un adenovirus, una tipologia di virus molto usata in terapia genica che viene modificato e reso innocuo in modo che funga da involucro e al cui interno si inserisce la sequenza genica che codifichi per la proteina S (“spike”) del virus;
  • INO-4800, Inovio Pharmaceutica di San Diego, prevede l’iniezione di DNA che codifica per la proteina S. Il DNA entra nelle cellule tramite piccole scosse elettriche che aprono dei pori temporanei sulla membrana (elettroporazione);

Approfondimento su: Articolo sulla rivista Nature

IN ITALIA45

  • Advent IRBM di Pomezia insieme al Jennifer Institute dell’Oxford University, il vaccino si basa su un adenovirus, che codifichi per la proteina S. La sperimentazione umana dovrebbe iniziare ad aprile;
  • Takis, Roma, ha sviluppato un vaccino costruito al computer, ottenuto clonando un frammento del materiale genetico del virus in filamenti circolari di Dna presenti nei batteri che vengono usati come contenitori, il pacchetto così ottenuto viene iniettato nel muscolo e poi una breve scossa elettrica fa entrate il vaccino nelle nostre cellule. E’ ancora in fase di sperimentazione preclinica;
  • ReiThera, Roma, è basato su un adenovirus degli scimpanzé reso inoffensivo e trasformato in un involucro che trasporta al suo interno la sequenza genetica che corrisponde alla proteina S. E’ ancora in fase preclinica.

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Che cos’è e di cosa si sta occupando la Protezione Civile? 46

A seguito del terremoto dell’Irpinia del 1980, dove si era vista l’assenza di coordinamento tra i soccorsi e il grande ritardo nel loro arrivo, si vide la necessità di un organo che si occupasse di protezione civile in maniera permanente. Con la legge 225 del 1992 si istituì il Dipartimento della protezione civile, una struttura della Presidenza del Consiglio dei Ministri, che funge da punto di raccordo per il Servizio Nazionale della protezione civile. 

Il Servizio Nazionale di protezione civile è un sistema complesso che racchiude tutte le forze messe in campo dallo Stato. Come per esempio il Corpo nazionale dei Vigili del Fuoco, le Forze Armate, le Forze di Polizia, l’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (INGV), le strutture del Servizio sanitario nazionale, il volontariato di protezione civile iscritto nell’elenco nazionale, l’Associazione della Croce rossa italiana, il Corpo nazionale del soccorso alpino e speleologico e le strutture preposte alla gestione dei servizi meteorologici a livello nazionale. 

Il Dipartimento della protezione civile si avvale di un centro di coordinamento nazionale “Sala Situazione Italia” che ha lo scopo di monitorare e sorvegliare il territorio nazionale per individuare potenziali emergenze. In caso di emergenza in corso, di carattere nazionale, si occupa di allertare e attivare le diverse strutture e componenti per fronteggiare al meglio qualsiasi tipo di emergenza.

Il 31 gennaio 2020 è entrato in vigore il primo d.p.C.m. in merito all’emergenza Coronavirus, a seguito dei primi due casi registrati a Roma dei due turisti cinesi. In questo decreto si è deliberato lo stato d’emergenza, per la durata di sei mesi, e si è inoltre affidato al capo-dipartimento della Protezione Civile, Angelo Borelli, il compito di coordinare gli interventi necessari a fronteggiare l’emergenza sul territorio nazionale.  

A seguito del d.p.C.m. del 31/01/2020 il Dipartimento di Protezione Civile, coordinato da Angelo Borelli, si è attivato per gestire l’emergenza. In particolare, le principali azioni fino ad ora sono state:  

  1. Prestare assistenza e soccorso della popolazione interessata dal contagio;
  2. Potenziare i controlli nelle aree aereoportuali e portuali;
  3. Supportare il ministero della salute e degli esteri nel rimpatrio dei connazionali attualmente all’estero e al rimpatrio di cittadini stranieri nei paesi di origine esposti al rischio;
  4. Attivazione della CROSS acronimo di “Centrale Remota Operazioni Soccorso Sanitario per il coordinamento dei soccorsi sanitari” che in caso di necessità, ad esempio se una regione dovesse somministrare cure a un numero di pazienti troppo alto rispetto alle sue possibilità, si occupa di trovare posti letto in tutta Italia adatti a quella tipologia di pazienti e trova anche i vettori per trasportare questi pazienti (ambulanze, elicotteri, aerei…);
  5. Reperire DPI (dispositivi di protezione individuale) e apparecchi sanitari;
  6. Molte associazioni di volontariato si sono attivate per la consegna di Farmaci e Spesa a persone in quarantena, anziani (over 65), immuno depressi o persone che in questo momento non riescono ad uscire, come ad esempio il progetto “Il Tempo della Gentilezza” della Croce Rossa Italiana, che risponde tutti i giorni h24 al numero: 800 06 55 10. 

Il capo dipartimento, supportato dall’Istituto Superiore di Sanità (ISS), si occupa di diffondere i dati dell’epidemia tutti i giorni circa alle ore 18:00.

Una panoramica della situazione in Italia con dati aggiornati quasi in tempo reale si può trovare a questo indirizzo. L’analoga panoramica della situazione nel mondo si trova invece a questo indirizzo.

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Cosa possiamo fare noi? 47

La trasmissione del virus avviene per contatto stretto con una persona infetta (tramite goccioline di saliva o contatto diretto con la persona stessa). 

È consigliato quindi: 

  • Stare a distanza dalle altre persone (almeno un metro);
  • Evitare le strette di mano e gli abbracci;
  • Evitare i luoghi affollati;
  • Non toccarsi occhi e naso con le dita;
  • Utilizzare fazzoletti di carta monouso e starnutire o tossire sulla piega del gomito. 

Bisogna inoltre evitare il più possibile di uscire di casa e se lo si fa, bisogna avere particolare accortezze: 

  • Non uscire se si ha una temperatura maggiore o uguale a 37,5 gradi;
  • Uscire solo per motivi indispensabili quali il lavoro, la spesa alimentare (sarebbe meglio evitare di uscire tutti i giorni per farla), assistenza ai propri cari (ricordandosi di stare a debita distanza per tutelare entrambi);

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Dobbiamo indossare le mascherine?

Ad oggi lo Stato non si è ancora espresso in materia riguardo l’uso delle mascherine. Proprio per questo, alcune regioni hanno pubblicato delle ordinanze:

  • Mascherine obbligatorie fuori casa in Lombardia, Toscana e Alto Adige;
  •  Mascherine obbligatorie all’interno dei negozi (per alcune regioni anche nei mercati all’aperto) in Veneto, Valle d’Aosta e Friuli Venezia Giulia (solo in negozi alimentari);
  • Molte regioni stanno inoltre facendo un’ampia distribuzione di mascherine per incentivare la popolazione ad indossarle. 

L’OMS ha precisato che le mascherine sarebbero da usare in zone sovraffollate e senza l’accesso all’acqua.

Quali sono i tipi di mascherine disponibili?48,49

Esistono vari tipi di mascherine48:

  • Mascherine chirurgiche, riescono a bloccare i liquidi, sotto forma di aerosol, di chi le indossa in modo da proteggere le persone che ci sono intorno, sono meno efficienti come barriera d’entrata in quanto lasciano scoperte molte zona del volto. Non bloccano quindi il virus e sono monouso, vanno sostituite dopo l’utilizzo con tempi che variano a seconda dell’esposizione. Se non diversamente specificato i lavaggi fatti a casa, allo scopo di riutilizzarle, distruggono l’efficacia della mascherina in quanto possono danneggiare il tessuto e il filtro. Il consiglio se non si ha la possibilità di cambiarla è quello di lasciarla all’aria per abbassare l’eventuale carica virale/batterica per 12 ore o ancora meglio 4 giorni per estinguere tutta la possibile carica virale.
  • Mascherine filtranti, si distinguono per la capacità filtrante, il coefficiente FFP indica il potere del filtro, più il numero è alto più le maglie sono strette e quindi il filtro selettivo. Devono essere indossate con il viso rasato e senza barba. Ne esistono di 3 tipologie:
    • FFP1, filtri a bassa efficienza, filtrano particelle fini e polveri non tossiche, non bloccano il passaggio del Coronavirus; (Figura 1);
    • FFP2, filtri ad efficienza media, filtrano particelle solide e liquide, filtrano particelle sottili anche tossiche e proteggono da virus influenzali e del Coronavirus (Figura 2);
    • FFP3, filtri ad alta efficienza, proteggono da particelle pericolose e cancerogene, virus e batteri, posseggono obbligatoriamente una valvola che evita la formazione di condensa (Figura 3).
  • mascherina FFP1 (figura 1)
  • Mascherina FFP2 (figura 2)
  • mascherina FFP3 con valvola (figura 3)

Maschere con valvola: le FFP1, FFP2 e FFP3 possono possedere una valvola che aiuta nell’espirazione, facilitando l’uscita dell’umidità così da evitare che si condensi sul filtro. Una mascherina con valvola filtra solo l’area in entrata e non quella in uscita, è quindi utile a proteggere noi stessi non le persone che ci circondano (se abbiamo il virus lo espelliamo comunque). Per le mascherine con valvola bisogna tenere particolarmente sotto controllo le ore di utilizzo infatti le valvole si consumano e dopo un certo tempo di utilizzo diventano inefficaci.

Come vanno utilizzate?

Le mascherine da sole non bloccano il virus ma devono essere usate insieme agli altri dispositivi di protezione e igiene. Se non usate correttamente, tra l’altro, possono diventare un rischio perché, generando un senso di protezione illusorio, fanno abbassare l’attenzione alle altre misure di igiene. Ecco uno schema su come indossare correttamente una mascherina chirurgica: 

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L’importanza di lavarsi spesso ed approfonditamente le mani

Una delle cose più importanti per proteggere te e gli altri è quella di lavarsi accuratamente le mani per almeno 60 secondi con acqua, meglio se calda, e sapone. Qui puoi trovare uno schema rilasciato dal Ministero della salute sulla corretta procedura con cui lavarsi le mani, che andrebbe adottata sempre, anche ad emergenza terminata.

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Chi devo contattare in caso di malessere?

In caso di sintomi da CoViD-19 contatta il numero verde dalla tua regione, che trovi direttamente sul sito del Ministero della Salute. In caso di disturbi respiratori contattata 118 o il 112.  

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Su quali siti posso approfondire o tenermi aggiornato?

Esistono molti siti per tenersi aggiornati, noi te ne segnaliamo alcuni:

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Bibliografia e sitografia

  2. Guido Antonelli, Massimo Clementi, Gianni Pozzi e Gian Maria Rossolini (2017) Principi di Microbiologia Medica – III edizione – Casa Editrice Ambrosiana
  3. Guo YR, Cao QD, Hong ZS, Tan YY, Chen SD, Jin HJ, Tan KS, Wang DY and Yan Y (2020) The origin, transmission and clinical therapies on coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak – an update on the status. Mil Med Res doi: 10.1186/s40779-020-00240-0.
  4. Lai CC, Shih TP, Ko WC, Tang HJ, Hsueh PR (2020) Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and coronavirus disease-2019 (COVID-19): The epidemic and the challenges. Int J Antimicrob Agents doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.105924
  5. Tanu Singhal (2020) A Review of Coronavirus Disease-2019 (COVID-19) The Indian Journal of Pediatric
  6. Andersen KG, Rambaut A, Lipkin WI, Holmes EC and Garry RF (2020) The proximal origin of SARS-CoV-2 Nature
  7. Shibo Jiang, Shuai Xia, Tianlei Ying and Lu Lu (2020) A novel coronavirus (2019-nCoV) causing pneumonia-associated respiratory syndrome Cell Mol Immunol doi: 10.1038/s41423-020-0372-4
  8. Sito del ministero della sanità – Il nuovo coronavirus cambia nome, non più 2019-nCoV ma SARS-CoV-2
  9. Ye, Z. W., Yuan, S., Yuen, K. S., Fung, S. Y., Chan, C. P., & Jin, D. Y. (2020). Zoonotic origins of human coronaviruses. International journal of biological sciences, 16 (10), 1686–1697. https://doi.org/10.7150/ijbs.45472
  10. Neeltje van Doremalen, James O. Lloyd-Smith, Vincent J. Munster; Aerosol and surface stability of HCoV-19 (SARS-CoV-1 2) compared to SARS-CoV-1; doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.09.20033217 (2020).
  11. Li, F., Li, W. H., Farzan, M. & Harrison, S. C. Structure of SARS coronavirus spike receptor binding domain complexed with receptor. Science 309, 1864-1868, https://doi.org/10.1126/science.1116480 (2005).
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  32. Quotidiano sanità: Coronavirus. In Veneto ok a sperimentazione farmaci off label anche a domicilio. Tra questi anche l’ormai famoso e controverso Avigan
  33. Vincent MJ, Bergeron E, Benjannet S, Erickson BR, Rollin PE, Ksiazek TG, et al. Chloroquine is a potent inhibitor of SARS coronavirus infection and spread. Virol J 2005;2:69. doi:10.1186/1743-422X-2-69
  34. Jacques Fantini, Coralie Di Scala, Henri Chahinian, Nouara Yahi, Structural and molecular modeling studies reveal a new mechanism of action of chloroquine and hydroxychloroquine against SARS-CoV-2 infection, International Journal of Antimicrobial Agents (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2020.105960
  35. Wikipedia – Test diagnostici della COVID-19 
  36. Focus – COVID-19: come funzionano i test degli anticorpi 
  37. Altamedica – Nuovo Test Integrato per COVID-19 mediante ricerca anticorpi IgG / IgM in doppio controllo, PCR ultrasensibile e approfondimento con Interleuchina 6 
  38. Aboutpharma – Covid-19, ecco come funzionano i test  
  39. Milano Finanza – Diasorin lancia test rapido per il Coronavirus. L’esito in 60 minuti  
  40. ANSA – Coronavirus: da Menarini kit per test rapidi in 20 minuti – Salute & Benessere 
  41. Screen Italia – Test rapido Covid-19 – 2019-nCov – Coronavirus 
  42. Agenzia del farmaco – Le fasi di sviluppo di un vaccino | AIFA Agenzia Italiana del Farmaco  
  43. Agenzia Italiana del farmaco – “I vaccini ci portano nel futuro, dove la pandemia sarà la normalità”  
  44. Forbes – Vaccino coronavirus: a che punto sono case farmaceutiche e startup  
  45. Il Giornale – Coronavirus, la guerra contro la “proteina” I cinque vaccini (tutti) italiani  
  48. Istituto Superiore di Sanità – INDICAZIONI AD INTERIM PER UN UTILIZZO RAZIONALE DELLE PROTEZIONI PER INFEZIONE DA SARS-COV-2 NELLE ATTIVITÀ SANITARIE E SOCIO
  49. Sito del Ministero della Sanità – Covid-19, il Report ECDC sull’uso delle mascherine facciali nella comunità
  50. Sito del Ministero della Sanità – Quando va indossata la mascherina?