Espressione di ACE2 nelle cellule epiteliali coliche è associata a infezione virale, immunità e metabolismo energetico

Perché l’intestino conta in un virus respiratorio

Quando pensiamo alla COVID-19, immaginiamo i polmoni che si riempiono di liquido e i pazienti che faticano a respirare. Eppure molte persone infette da SARS-CoV-2 sviluppano anche dolore addominale, diarrea e problemi intestinali di lunga durata. Questo studio esplora perché l’intestino—in particolare il colon—può essere un importante bersaglio per il virus. Analizzando cellule singole provenienti dal colon di bambini, i ricercatori mostrano che una porta d’ingresso virale chiave, la proteina ACE2, è altamente attiva in particolari cellule intestinali ed è collegata non solo all’infezione virale ma anche alle nostre difese immunitarie e al modo in cui le cellule gestiscono l’energia.

Una porta cellulare nel colon

ACE2 è più nota come il principale punto di ingresso che sia il virus SARS originale sia SARS-CoV-2 usano per infettare le cellule polmonari. Paradossalmente, studi su animali suggeriscono che ACE2 possa anche proteggere i tessuti dai danni aiutando a mantenere in equilibrio un sistema ormonale che regola la pressione sanguigna. Nell’intestino, si sa già che ACE2 supporta un microbioma sano e previene l’infiammazione. In questo lavoro, gli scienziati hanno rianalizzato dati di sequenziamento dell’RNA a singola cellula provenienti da biopsie del colon di 17 bambini: alcuni con intestini sani, altri con colite o malattia infiammatoria intestinale, inclusi rettocolite ulcerosa e morbo di Crohn. Questa tecnica ha permesso di vedere quali geni sono attivi in migliaia di singole cellule e di individuare esattamente dove ACE2 è espresso.

Colonociti: bersagli principali e primi rispondenti

L’analisi ha rivelato che ACE2 è concentrata quasi esclusivamente nei colonociti, un tipo importante di cellula epiteliale che riveste l’interno del colon e si trova a contatto con il contenuto intestinale. Rispetto ad altre cellule epiteliali, i colonociti mostrano anche maggiore attività di geni che aiutano i virus a entrare nelle cellule, a formare nuovi virioni e a uscire. Allo stesso tempo, queste cellule esprimevano molti geni coinvolti nel rilevamento del materiale genetico virale e nell’attivazione delle risposte interferon di tipo I e III—sistemi di allarme precoci chiave della difesa immunitaria. Producevano inoltre segnali infiammatori e molecole che presentano frammenti virali alle cellule T, suggerendo che i colonociti sono sia potenziali bersagli virali sia importanti sentinelle precoci che attivano il sistema immunitario.

Reti collegate di immunità e uso dell’energia

I ricercatori hanno poi chiesto quali altri geni tendono a essere accesi o spenti in sincronia con ACE2 nei colonociti. Hanno trovato oltre 3.400 geni che aumentavano con i livelli di ACE2 e più di 2.100 che diminuivano all’aumentare di ACE2. I geni che correvano in modo positivo con ACE2 erano arricchiti in processi legati all’ingresso e al rilascio virale, al segnalamento innato immunitario, all’attività citotossica delle cellule natural killer e delle cellule T, e in diversi percorsi di produzione di energia all’interno delle cellule, inclusa la funzione mitocondriale e il metabolismo di grassi e zuccheri. Al contrario, i geni che si muovevano nella direzione opposta—alti quando ACE2 era bassa—erano associati all’immunità umorale basata sugli anticorpi, alla macchina di sintesi proteica della cellula, a processi di fagocitosi e al sistema del complemento, un altro braccio della difesa immunitaria. Questo schema suggerisce che ACE2 contrassegna uno stato in cui i colonociti sono orientati verso un rapido rilevamento antivirale e la produzione di energia, mentre altri programmi immunitari più lenti sono attenuati.

Prove da intestini infiammati

Per verificare che questi schemi si riscontrino nei tessuti reali, il team ha utilizzato l’immunofluorescenza multiplex—una tecnica che illumina proteine specifiche con colori diversi—su campioni di colon di bambini con rettocolite ulcerosa, morbo di Crohn e di controlli sani. Hanno confermato che la proteina ACE2 si trova principalmente sulle cellule epiteliali marcate da EPCAM. Nei pazienti con malattia infiammatoria intestinale, le cellule positive per ACE2 mostravano livelli più elevati di IFNA4 e RSAD2, due proteine fortemente associate alla segnalazione interferon e all’attività antivirale. Ciò indica che nell’intestino infiammato le cellule coliche che esprimono ACE2 non sono soltanto potenziali punti di ingresso per i virus; sono anche punti caldi della risposta antivirale.

Cosa significa per i pazienti e per terapie future

Per i non specialisti, il messaggio è che il colon non è un semplice spettatore nella COVID-19. La stessa proteina che consente al virus di entrare nelle cellule aiuta anche a coordinare l’immunità intestinale e l’uso dell’energia, specialmente nei bambini con infiammazione intestinale preesistente. Questo duplice ruolo può aiutare a spiegare perché alcuni pazienti sviluppano sintomi gastrointestinali e perché le persone con malattia infiammatoria intestinale hanno esiti complessi, ma non necessariamente peggiori in modo uniforme, durante la COVID-19. Il lavoro contribuisce inoltre al dibattito più ampio su farmaci che agiscono su vie della coagulazione e della pressione sanguigna, alcuni dei quali potrebbero attenuare i danni polmonari e vascolari nelle infezioni severe. Sebbene lo studio si basi su correlazioni e non possa dimostrare nesso di causa-effetto, mette in evidenza le cellule coliche ricche di ACE2 come attori importanti all’incrocio tra ingresso virale, difesa immunitaria e metabolismo—indicando l’intestino come un’area chiave e potenzialmente trattabile nella malattia da coronavirus.

Citazione: Qi, Y., Huang, Y., Chen, H. et al. ACE2 expression by colonic epithelial cells is associated with viral infection, immunity, and energy metabolism. Sci Rep 16, 5738 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36052-w

Parole chiave: ACE2, colonociti, COVID-19 intestinale, malattia infiammatoria intestinale, immunità antivirale