Il coronavirus può infettare le cellule embrionali: “Rischi neurologici per i bambini nati da madri positive”

I ricercatori hanno dimostrato che il coronavirus SARS-CoV-2, il patogeno responsabile della pandemia di COVID-19, è in grado di infettare le cellule embrionali umane, in particolar modo quelle dell'ectoderma. Ciò ha importanti implicazioni sui rischi per lo sviluppo e la salute neurologica dei bambini nati da madri positive al virus durante le prime fasi della gravidanza, per questo motivo gli autori dello studio sottolineano la necessità di indagare a fondo sulle potenziali correlazioni cliniche. Poiché le prime fasi dello sviluppo embrionale – quelle che abbracciano le quattro settimane dopo il concepimento – sono molto complesse da studiare nella nostra specie, i ricercatori hanno fatto emergere questa capacità del SARS-CoV-2 attraverso appositi esperimenti di laboratorio, che hanno evidenziato “solide prove” sui meccanismi biologici coinvolti nel processo infettivo.

A determinare che il coronavirus SARS-CoV-2 è in grado di infettare le cellule embrionali umane sono state le due scienziate Ann Song e Prue Talbot, rispettivamente del Cell, Molecular, and Developmental Biology Graduate Program e del Dipartimento di Biologia Molecolare, Cellulare e dei Sistemi dell'Università della California di Riverside. Per giungere alle loro conclusioni i ricercatori hanno esposto diverse tipologie di cellule embrionali umane precoci a particelle virali artificiali con le stesse caratteristiche del patogeno pandemico. Sono state coinvolte cellule di tutti e tre i foglietti germinativi (ectoderma, mesoderma ed endoderma) che si differenziano durante la gastrulazione, la fase dello sviluppo embrionale che nell'essere umano ha inizio durante la terza settimana dopo la fecondazione. Da questi foglietti embrionali hanno origine tutti gli organi e i tessuti del nostro corpo e ciascuno di essi ha un destino ben preciso. L'ectoderma, il più superficiale, ad esempio dà vita al sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale) e quello periferico, così come a pelle, unghie, peli, recettori sensoriali e parti degli occhi; il mesoderma, il foglietto intermedio, dà origine a muscoli, reni, cuore, vasi sanguigni, tessuto connettivo, gonadi e altro ancora; l'endoderma, il più interno, dà invece origine a fegato, polmoni, vescica, larga parte del tubo digerente e altri organi.

Alla luce di queste differenze, è evidente che, a secondo di quali cellule embrionali vengono infettate, gli esiti sullo sviluppo possono essere molto diversi. Nel caso specifico, i dottori Song e Talbot hanno scoperto che le cellule dell'ectoderma sono decisamente suscettibili al coronavirus SARS-CoV-2, risultando decine di volte più “compatibili” con l'infezione. “Le cellule ectodermiche erano circa 23 volte più suscettibili alle infezioni rispetto alle cellule staminali embrionali indifferenziate e sei volte più suscettibili rispetto alle cellule mesodermiche”, ha affermato la dottoressa Song in un comunicato stampa. Poiché le cellule ectodermiche danno vita al sistema nervoso, oltre che alla pelle, ciò suggerisce che l'infezione nelle donne in gravidanza nelle primissime settimane dopo il concepimento potrebbe avere effetti significativi sullo sviluppo neurologico del feto. “I nostri risultati evidenziano l'urgente necessità di studi clinici per monitorare la salute neurologica e dello sviluppo a lungo termine dei neonati nati da madri che hanno contratto il COVID-19 nelle prime fasi della gravidanza”, ha aggiunto la ricercatrice.

Ma perché le cellule embrionali ectodermiche risultano così suscettibili all'infezione del SARS-CoV-2? Secondo le due autrici dello studio ci sono tre fattori biologici alla base: innanzitutto queste cellule presentano due vie di accesso al virus, ovvero la fusione di membrana e l'endocitosi; poi presentano un'elevata attività del TMPRSS2 (Transmembrane Protease, Serine 2), una proteina transmembrana che viene sfruttata da varie tipologie di virus per accedere alle cellule umane; infine presentano uno strato di rivestimento chiamato glicocalice molto più sottile, che agevola il legame tra la proteina S o Spike del virus col recettore ACE2 delle cellule umane (la via d'ingresso principale).

“I nostri risultati forniscono solide prove del fatto che le cellule degli embrioni umani nelle prime fasi post-impianto sono suscettibili all'infezione da SARS-CoV-2”, hanno scritto le ricercatrici nell'abstract dello studio, sottolineando la preoccupazione per possibili effetti teratogeni sullo sviluppo del feto, in particolar modo per quel che concerne la componente neurologica. I dettagli della ricerca “SARS-CoV-2 pseudoparticles preferentially infect ectoderm in human embryonic tissues” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica specializzata Frontiers in Cell and Developmental Biology.