ACE e COVID-19: una storia di chiavi, serrature e genetica

Pierre Sonveaux, professore di Farmacologia all'Università Cattolica di Lovanio e ricercatore, scrive un approfondimento per far conoscere il legame tra l'enzima ACE e COVID-19 attraverso una storia di chiavi, serrature e genetica.

Un approfondimento sulla malattia causata dall’infezione di SARS-CoV-2 del Prof. Sonveaux

Pierre Sonveaux è professore di Farmacologia all'Università Cattolica di Lovanio (UCLouvain, Belgio) e ricercatore senior presso il “Fonds National de la Recherche Scientifique” (F.R.S.-FNRS).
Ha pubblicato sul sito del suo laboratorio, in data 9 aprile 2020, una nota rivolta al “grande pubblico”. Il suo obiettivo: far conoscere il legame tra l'enzima ACE e COVID-19 attraverso una storia di chiavi, serrature e genetica, che mira anche a far luce sul dibattito sulla clorochina e l'idrossiclorochina, di cui spiega gli effetti su ACE.  

Riproduciamo qui la traduzione dell'articolo pubblicato su esanum.fr. La pubblicazione è stata autorizzata dall'autore, che ha aggiunto due note esplicative all'attenzione dei lettori di esanum. Lo ringraziamo calorosamente per questo.

La porta

La comunità scientifica, compresa l'Università di Gand in Belgio, ha appena compiuto un passo importante verso la comprensione di COVID-19. La porta d'ingresso per l'accesso del virus nelle cellule, necessaria per lo sviluppo della malattia, è una proteina chiamata ACE (Angiotensin-Converting Enzyme, enzima di conversione dell'angiotensina). */**
Quindi, più elevata è l'espressione di ACE in un individuo, maggiore è il rischio che egli sviluppi la malattia. Alcuni studi indicano che l'espressione di questo enzima è più alta negli anziani, in alcune persone con malattie cardiache e nelle persone obese. Questo può spiegare perché queste popolazioni sono più a rischio di altre.

La chiave e la serratura

Esistono però anche delle variazioni di questo enzima, chiamate polimorfismi (1). Ciò significa che l'enzima, ACE, esiste in forme diverse in diverse popolazioni. Ad esempio, le popolazioni della Scandinavia e dell'Europa orientale hanno generalmente un enzima in una forma leggermente diversa da quella dei paesi occidentali. Poiché l'ACE è la porta d'ingresso per l'accesso del virus nelle nostre cellule, se la sua forma cambia, cambia anche la capacità del virus di causare la malattia. Immaginate quindi una chiave (il virus) e una serratura (la proteina ACE). Se la serratura cambia forma, la chiave non si adatta bene o non si adatta affatto.
Così, secondo lo studio, è perché la forma di ACE è simile a una serratura difettosa nelle popolazioni scandinave e dell'Europa orientale che queste persone sono meno soggette alla malattia. Al contrario, nelle popolazioni occidentali, la forma di ACE è paragonabile ad una serratura perfetta, quindi il virus entra più facilmente. Il rischio infettivo di COVID-19 non ha dunque nulla a che fare con la medicina migliore o peggiore in Francia e in Belgio rispetto ad altri paesi. Il rischio è legato alle differenze genetiche tra le popolazioni.

La porta bloccata

Quando una persona è infetta, il virus blocca la proteina ACE, un po' come quando la chiave rimane bloccata nella serratura. Tuttavia l'ACE è un enzima il cui corretto funzionamento protegge dalle infiammazioni e dalle malattie cardiovascolari. Se COVID-19 blocca l'ACE, allora l'individuo avrà un'infiammazione polmonare e problemi cardiaci che potenzialmente fatali. Ed è qui che la malattia è capace di nuocere in modo grave!
Perciò, paradossalmente, più ACE esprime l'individuo (più serrature), più sarà protetto da un esito fatale, poiché non tutte le serrature saranno bloccate da chiavi (ci saranno anche serrature libere, cioè enzimi funzionali). D'altra parte, gli individui che hanno meno enzima (meno serrature) avranno più difficoltà a superare la malattia, poiché aumenta la possibilità che tutte le serrature siano occupate/bloccate da chiavi. Pertanto, avere più ACE aumenterebbe il rischio di infezione ma diminuirebbe il rischio di morte. E di conseguenza esprimere meno ACE ridurrebbe il rischio di infezione, ma aumenterebbe il rischio di morte.

(Idrossi)clorochina: un farmaco potenzialmente interessante, ma imperfetto

Una delle strade più promettenti per me è, quindi, quella che sta testando i farmaci esistenti che interagiscono con l’ACE. L'idea è che se prima dell'infezione tutte le serrature fossero chiuse, il rischio di contrarre la malattia sarebbe annullato perché il virus non avrebbe “porte” di ingresso. D'altra parte, però, se tutte le copie dell'enzima fossero bloccate con un farmaco, ci sarebbe il rischio di indurre problemi infiammatori e cardiovascolari in individui sani.
La possibilità terapeutica sarebbe quindi quella di impedire al virus di accedere all’ACE impedendo al virus di interagire con il suo bersaglio, ma mantenendo l'attività dell'enzima. È un po' come mettere del nastro adesivo su una serratura: impedirebbe a una chiave di entrare, ma senza danneggiare la serratura. È anche possibile rimuovere la chiave (il virus) dalla serratura (l'ACE) con i farmaci nei pazienti malati, ma questo è più complicato.
Un effetto collaterale della clorochina e dell'idrossiclorochina è quello di cambiare la forma dell'ACE (3). Se la forma viene modificata, il rischio di contagio diminuisce. Tuttavia, con la clorochina e l'idrossiclorochina, l'ACE sembra essere anche inibito (la serratura è bloccata), il che aumenta il rischio di morire per arresto cardiaco. Questi farmaci sono quindi candidati interessanti, ma imperfetti.
Da qui la precauzione, a mio avviso giustificata, della comunità scientifica: è più rischioso l’effetto del farmaco oppure quello dell’infezione?
Si tratta ovviamente di una situazione molto difficile da affrontare, soprattutto perché l'opinione pubblica, che spesso è informata in modo errato e reagisce “di pancia”, viene coinvolta. Dobbiamo a tutti i costi evitare che la "vox populi vox dei" diventi una realtà in campo medico in generale e nel contesto dell'infezione da COVID-19 in particolare. Si tratta di problemi complessi, ed è necessario un solido background medico se non altro per capire come funziona una malattia.
Devo ammettere che io stesso non ho ancora capito tutto di COVID-19, perché non è la mia area di specializzazione e mancano molti dati molecolari.

Fate attenzione, restate a casa.
Tenete una mente critica: andate sempre a controllare le fonti.
E non esitate a sostenere i ricercatori impegnati contro la COVID-19!

In questa pagina puoi trovare un elenco di Ospedali a cui donare direttamente, e le campagne di raccolta fondi autorizzate dalle strutture sanitarie, per dare il tuo supporto: Italia non profit.

 

Prof. Pierre Sonveaux, PhD UCLouvain

 

* Per gli esperti del settore esistono 2 isoforme ACE: ACE1 e ACE2. ACE2 è l'isoforma riconosciuta dal virus, il suo gateway. Tuttavia, le 2 isoforme si influenzano a vicenda: L'ACE1 controlla l'espressione dell'ACE2 attraverso un meccanismo ancora sconosciuto che potrebbe coinvolgere le interazioni proteina-proteina, in modo che il cambiamento conformazionale dell'ACE1 influenzerebbe la conformazione dell'ACE2, la sua stabilità ed espressione. I polimorfismi riguardano l'ACE1 che, a sua volta, influenza l'ACE2. Nella spiegazione pittorica qui usata per il grande pubblico, sarebbe quindi, di fatto, una doppia serratura.
** ACE catalizza la conversione dell'angiotensina I in angiotensina II e la degradazione della bradichinina.

Riferimenti:
(1) Delanghe JR et al. Il polimorfismo dell'enzima di conversione dell'angiotensina dell'ospite può spiegare i risultati epidemiologici nelle infezioni COVID-19. Clin Chim Acta 2020;505:192-193. Le infezioni COVID-19 sono anche influenzate dal polimorfismo umano ACE1 D/I. Clin Chem Lab Med 2020;58 (in stampa).
(2) https://www.ugent.be/nl/actueel/corona-polymorfismen
(3) Vincent MJ et al. La clorochina è un potente inibitore dell'infezione e della diffusione del SARScoronavisus. Virologia Journal 2005;2:69.

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