Coronavirus

Cos’è sta “roba”?

Dato che mi sono specializzato in ecologia, le mie conoscenze relative ai virus risalgono al 1996. Sono cioè antichissime, però ho scoperto di essere ancora molto più informato del cittadino medio. Quindi vi racconto qualcosa.

Innanzitutto il coronavirus è un virus. Grazie …

I virus sono strane “cose” enigmatiche. Non è nemmeno tanto scontato definirli “organismi viventi”, dato che un virus non respira, non mangia, non ha proprio un metabolismo. Immaginatelo come una sorta di scatola in cui sono contenuti i progetti per costruire altre scatole uguali all’originale.

La scatola è fatta di proteine, del tutto analoghe a quelle degli esseri viventi veri e propri, grandi molecole costruite unendo aminoacidi.

Dentro la scatola ci sono le istruzioni, che descrivono come si fabbricano i pezzi che compongono il virus e come si assemblano. Queste istruzioni sono scritte in codice entro catene di nucleotidi che definiamo “acidi nucleici”. Insomma nella scatola ci sono DNA o RNA.

I coronavirus contengono RNA e questo è un dato importante. In particolare contengono un filamento di RNA positivo. L’RNA viene letto direttamente dai ribosomi, che lo utilizzano come guida per “stampare” proteine. Una cosa importante, per il virus, è che deve essere sintetizzato l’apparecchio (proteico) necessario a creare tante copie del filamento di RNA, con cui riempire le nuove scatole. Questa è tutt’altro che una banalità, se pensiamo che il coronavirus non contiene nessuna delle “macchine” necessarie a creare una sua copia, ma solo le istruzioni per farlo.

Tutti i virus hanno bisogno di scroccare mezzi ed energia a quelli che definiremmo viventi veri e propri. In particolare un virus farà in modo di introdurre il suo libretto di istruzioni dentro una cellula ospite. Lì dentro ci sono sia gli strumenti per leggere e usare le istruzioni, sia l’energia e le materie prime necessarie a costruire altre copie del virus.

Qui capiamo una cosa importante: di solito un virus non usa (infetta) cellule di organismi diversi. Questo dipende dal fatto che ogni organismo e ogni tipo delle cellule che lo compongono, espongono sulla superficie strutture diverse. Queste strutture, quasi sempre proteine o glicoproteine (ovvero proteine con attaccati degli zuccheri), sono i punti di attracco per il virus e se non sono compatibili con la sua “attrezzatura”, il virus non riesce ad attraccare, quindi non può introdurre le istruzioni nella cellula ospite, o meglio vittima.

Per questo motivo noi Homo sapiens sapiens non siamo ospiti adatti a un virus che si trova bene in un pero, oppure in un pollo.

Ma come! E l’aviaria?

Ci arriviamo, non temete.

Dentro la cellula ospite vengono costruite tutte le molecole necessarie a realizzare nuove copie complete del virus. Questo processo implica anche la creazione di copie delle istruzioni, ovvero dei filamenti (singoli o doppi) di acido nucleico. Per la gioia di noi tutti, durante la trascrizione delle istruzioni il sistema può compiere degli errori di grafia. Come quando noi copiamo un testo. Una parte delle copie delle istruzioni da includere nei nuovi virus sarà sbagliata, ma di queste molte saranno progetti inattuabili.

Insomma è come se vi trovaste di fronte alla scatola di montaggio di un mobile scandinavo e le istruzioni vi dicessero di avvitare la parete destra al fondo con le viti 2b, che sono da 4mm, mentre il foro filettato è da 5mm. Non potreste costruire il mobile.

Ovviamente voi vi rendereste conto che c’è un errore e le viti giuste sono le 2c, da 5mm. Quando istruzioni sbagliate vengono introdotte nella cellula ospite, questa non ha un cervello complessissimo in grado di capire l’errore e porvi rimedio: la cellula è, a modo suo, stupida.

A volte capita che l’errore di trascrizione crei nuove istruzioni utilizzabili. Ad esempio potrebbe dirvi di non installare l’anta destra del mobile. Questo vi permetterebbe, anche se foste intelligenti come una singola cellula, di costruire un mobile diverso dall’originale, ma comunque dotato di funzionalità. Ad esempio non avreste abiti che puzzano di chiuso al ritorno dalle vostre vacanze invernali di tre mesi in Polinesia.

Nel campo biologico l’errore determina una mutazione. Se capita in un organismo pluricellulare come noi, pottebbe generare un tumore. Oppure potreste avere una figlia capace di sgretolare i muri col pensiero e la mandereste a scuola dal prof. Xavier. Purtroppo però è più probabile che l’esito sia nullo o catastrofico.

Ad ogni modo, quando un errore determina una mutazione che non impedisce il funzionamento della nuova copia del virus, è avvenuto un cambiamento di tipo evolutivo. Il nuovo virus, quello sbagliato, potrebbe fare cose diverse, potrebbe essere capace di infilarsi in un organismo diverso da quello usato dai suoi predecessori, potrebbe agganciarsi ad un tipo di cellule disponibili e costringerle a moltiplicarlo.

Ecco come un virus dei polli può generare un virus degli umani.

È molto improbabile che l’errore di trascrizione porti a ottenere una mutazione di successo, infatti ci vogliono molte centinaia di milioni di anni per passare da un ammasso di cellule più o meno associate in una sorta di medusa a Richard Feynman o a un pollo.

I virus tuttavia sono tanti. Veramente tanti. Quando un virus infetta le cellule di una persona, ne vengono costruite milioni di copie in un tempo molto breve. Questo fa sì che un evento poco probabile possa verificarsi senza aspettare milioni di anni. Immaginate milioni di copie per ognuno di milioni di organismi infettati.

Detto fra noi, è sorprendente che non ci sia una pandemia pazzesca ogni anno. Infatti c’è! Ogni anno dei virus mutati ci infettano, aggirando le nostre difese immunitarie, costringendoci a stare a letto con la febbre o a produrre quantità imbarazzanti di muco. Influenze e raffreddori si ripetono per questo motivo.

Va bene, ma perché il virus ci fa stare male? Semplicemente perché, quando una cellula produce tante copie del virus, non fa il suo lavoro e quasi sempre i nuovi virus ne provocano la morte, nel momento in cui la lasciano per andare a cercare una nuova cellula da infettare.

Se molte delle nostre cellule di un certo tessuto in un dato organo subiscono questo destino, quell‘organo funzionerà male, oppure smetterà di funzionare del tutto. Il che porterà a una situazione che chiamiamo malattia o addirittura alla morte.

Ora dobbiamo pensare a un’altro aspetto interessante dei virus: il passaggio da un ospite all’altro, ovvero il contagio.

Una volta create le copie del virus, queste abbandonano la cellula usata e ogni copia ne cerca un’altra. All’interno dello stesso organismo questa è una cosa relativamente semplice, anche se il virus deve sfidare un sistema immunitario che farà di tutto per individuarlo e distruggerlo. Tuttavia, perché il virus abbia un futuro è necessario che si diffonda in molti individui della specie ospite. Moltissimi virus non riescono a rimanere funzionali nell’ambiente esterno, quindi il passaggio è delicato. Ad esempio, il famoso virus HIV ha bisogno di uno scambio rapido di fluidi fra due organismi. Viaggia benissimo col sangue.

I virus del raffreddore, dell’influenza e i coronavirus della SARS e della polmonite virale di Wuhan (quello di moda oggi) viaggiano benissimo dentro le goccioline di saliva che vengono lanciate a velocità elevata con uno starnuto, o un colpo di tosse. Questi virus sono capaci di passare all’esterno delle mucose e rimangono stabili nel liquido che le copre. Starnuti e colpi di tosse nebulizzano questo liquido, ovvero creano una nuvoletta invisibile di microscopiche gocce, contenenti copie del virus. A questo punto basta che un altro individuo respirando immetta un po’ di gocce nel suo apparato respiratorio e il virus si troverà sulle mucose di un nuovo ospite.

In alcuni casi la trasmissione funziona anche se le goccioline finiscono sulle mani e poi il nuovo ospite le porta alla bocca col cibo.

Insomma, se l’ammalato mette la mano davanti alla bocca quando starnutisce o tosse, non sta compiendo un gesto formalmente educato, ma sta tutelando la salute di chi lo circonda.

La probabilità che un virus riesca a passare da un individuo all’altro è proporzionale al numero di individui che l’amnalato incontra quando è in fase contagiosa. Più lunga è questa fase e meglio è per il virus. Inoltre, un virus che provochi una malattia grave costringe il suo ospite a letto, dunque a incontrare poche persone, riducendo la probabilità di essere trasmesso.

Se un virus è molto virulento, ovvero si moltiplica rapidamente nell’ospite, provocando gravi danni, fa un pessimo affare. I virus con una sola specie ospite sono favoriti quando il malato non sta molto male, o è già contagioso prima di accorgersi di avere una malattia.

Ad esempio, l’HIV non scatena subito la malattia detta AIDS, quindi l’ospite può continuare ad avere rapporti sessuali occasionali e trasmettere virus ad altri. Questa fu una vera sciagura negli anni ’80, quando in alcune società il sesso occasionale era molto diffuso. Ovviamente la conoscenza dell’HIV cambiò le cose in modo radicale e la mia generazione arrivò a 20 anni in un periodo in cui si era tornati a costumi più morigerati. Questo spiega perché ci dedicavamo più all’andare in montagna che a socializzare con le ragazze.

Un virus che uccide l’ospite ha meno probabilità di diffondersi rispetto al rinovirus del raffreddore, ma ricordiamo sempre che c’è sempre un periodo di incubazione, ovvero una fase in cui il virus si sta moltiplicando nell’ospite senza provocare sintomi.

Quindi una persona può ricevere il virus a Wuhan, prendere un aereo, arrivare a Auckland e non manifestare alcun sintomo. Dopo qualche giorno inizia a mostrare sintomi di una malattia del sistema respiratorio e a lanciare nell’aria copie del virus.

Questo è il motivo per cui le autorità cinesi hanno fatto tutto il possibile per impedire a chiunque di viaggiare dalle zone sicuramente infette verso quelle ancora indenni.

Un buon metodo per ridurre la probabilità che un virus (o altro patogeno) si diffonda molto è la quarantena. Il termine deriva dall’usanza veneziana di isolare per 40 giorni i viaggiatori provenienti da zone dove era presente la peste nera, prima di consentire loro di incontrare altre persone. La scelta dei 40 giorni richiama il periodo di isolamento di Gesù nel deserto, ma è effettivamente ragionevole, dato che in genere una malattia si manifesta in un tempo più breve.

Chi manifesta i sintomi della malattia rimane isolato in una struttura sanitaria (un tempo il Lazzareto), gli altri possono uscire.

Dato che oggi nessuno stato ha intenzione di segregare la gente per 40 giorni, si fa una stima della durata del periodo di incubazione e si estende l’isolamento per un periodo di tempo di poco superiore ad esso. Anche se dura 20 giorni la segregazione viene chiamata quarantena, continuando a usare il termine veneziano quarantina.

Cure? I virus, come abbiamo capito, non sono propriamente vivi, quindi non possono essere uccisi. Fuori dall’organismo dell’ospite si possono distruggere usando il calore o sostanze varie, in modo di rompere la “scatola” di proteine del virus.

Detro l’ospite il meccanismo più efficiente dovrebbe essere quello del sistema immunitario (SI). Ma quando un virus riesce a moltiplicarsi talmente tanto da provocare danni (malattia) significa che il sistema immunitario è inefficace. A questo punto bisogna dargli una mano, cercando qualche sostanza (farmaco) che renda più difficile la moltiplicazione del virus, oppure un modo per potenziare l’azione del SI.

Qui le mie conoscenze si fermano. Ad oggi ho appreso che si stanno usando molte misure di prevenzione, viene dato sostegno ai malati per ridurre la probabilità che muoiano, ma riguardo a farmaci antivirali ci sono solo test in corso. Coi virus la misura migliore è sempre la prevenzione, come quella attraverso la vaccinazione. Sviluppare vaccini è divenuto più facile di un tempo, ma rimane un lavoro complesso e talvolta non c’è modo per avere successo. Quindi, per quanto ne so, al momento ci conviene fare molta prevenzione e sperare che si riesca a sviluppare un vaccino, di cui dovremo poi produrre miliardi di dosi.

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Tag: Biologia, Coronavirus, epidemia, Malattia, prevenzione, SARS, virus, Wuhan