Virus: una paradossale “matrix” dell’ecosistema vitale

Aggiornato il: giu 17

SINTESI E TRADUZIONE DI ANTONIO PIRICONE DA UN ARTICOLO DI BRUCE GOLDMAN | STANFORD MEDICINE (USA)



Man mano che la pandemia di coronavirus si diffonde in tutto il mondo, il termine "virus" diventa molto popolare. Ma cosa sono esattamente i virus e come si diffondono? Ecco cosa dice il virologo Jan Carette di Stanford, PhD.

Per cominciare - dato abbastanza interessante - i virus sono la forma di vita più abbondante sulla Terra, se si accetta l’idea che siano vivi. In realtà "Al di fuori di una cellula, una particella virale è inerte", dice Carette. Di per sé, non può riprodursi o produrre nulla.

È il parassita ideale o, forse, un parassita molto efficiente.

I virus viaggiano leggeri, impacchettando solo il bagaglio di cui hanno assolutamente bisogno per incidere una cellula, impadronirsi del suo macchinario molecolare, moltiplicarsi e scappare. Quando si parla di virus ci sono eccezioni a quasi tutte le regole, pur mantenendo essi delle caratteristiche in comune.

Alcuni virus indossano anche "soprabiti unti", chiamati buste, ricavati da frammenti rubati delle membrane dell'ultima cellula che hanno infettato, come i rinovirus, che sono responsabili dei raffreddori più comuni. Questo tipo di virus “avvolti" disprezzano, in particolare, il sapone perché interrompe le membrane grasse. Sapone e acqua sono per questi virus ciò che suscita l'aglio per un vampiro; motivo per cui lavarsi le mani fa miracoli.


Le membrane esterne delle cellule sono normalmente difficili da penetrare senza una sorta di passaggio speciale. Ma i virus hanno modi per indurre le cellule a lasciarli entrare. In genere, una porzione del capside virale avrà una forte affinità a legarsi con una o un'altra proteina che punteggia le superfici di uno o un altro tipo di cellula. Il legame del capside virale con quella proteina della superficie cellulare funge da biglietto di ammissione, facilitandone così l'invasione..

Il genoma virale, come del resto il nostro, è un kit di istruzioni per la produzione di proteine ​​di cui il virus ha bisogno. Questo genoma può essere costituito dal DNA o dal suo parente chimico più stretto, l'RNA, che codifica le informazioni genetiche proprio come fa il DNA, ma è molto più flessibile e un po’ meno stabile.


Dall’incontro del virus con un altro gene, necessario alla propria versione di un enzima noto come polimerasi, le polimerasi virali generano numerose copie di geni dell' impopolare invasore, dalle cui istruzioni l'obbediente catena di assemblaggio molecolare della cellula produce quindi subunità capside e altre proteine ​​virali.

Spesso, la progenie abbondante del virus punisce la buona azione della cellula che le ha prodotte praticando dei buchi nella sua membrana esterna, espellendola e distruggendo la cellula nel processo. Tuttavia i virus "avvolti” possono rifuggire a un processo alternativo chiamato gemmatura, per cui si avvolgono in un pezzo di membrana della cellula infetta e, così camuffati, si diffondono attraverso la membrana esterna della stessa, senza danneggiarla strutturalmente. Ciononostante, la cellula ospite che ha dato vita a una miriade di baby-virus viene spesso lasciata fatalmente indebolita.


Questo graffia solo la superficie del problema se prendiamo atto che, dei milioni di diverse specie virali identificate finora, solo circa 5.000 sono state caratterizzate in dettaglio.

Grazie alle informazioni del virologo Jan Carette, ricercatore di Stanford, ecco ulteriori informazioni sull’attuale egocentrismo del Coronavirus, ad esempio:

i virus "avvolti" generalmente tendono ad essere meno resistenti quando si trovano all'esterno delle cellule perché le loro buste sono altamente vulnerabili al degrado causato dal calore, dall'umidità e dalla componente ultravioletta della luce solare.

Questa dovrebbe essere una buona notizia quando si tratta di coronavirus, che sono dei virus "avvolti". Tuttavia, la cattiva notizia è che il coronavirus può essere abbastanza stabile al di fuori delle cellule perché le proteine ​​- simili a punte che sporgono dal suo involucro - lo proteggono dal contatto diretto, permettendogli di sopravvivere sulle superfici per periodi relativamente lunghi. (Tuttavia, i disinfettanti per le mani a base di sapone o alcool fanno un buon lavoro, disabilitandolo.)


Le varianti benigne del coronavirus, come i rinovirus, possono causare raffreddori comuni e si attaccano alle cellule del tratto respiratorio superiore. La variante virale che sta guidando la pandemia di oggi è pericolosa, in particolare, perché una recente mutazione nella sua proteina associata all'involucro le ha permesso di agganciarsi alle cellule del tratto respiratorio inferiore - polmoni e cellule bronchiali.

Bisogna anche prendere in considerazione che i tassi di mutazione virale sono molto più alti dei tassi di quelli batterici e di quelli delle cellule germinali; e i virus dell'RNA, incluso il coronavirus, mutano ancora più facilmente rispetto ai virus del DNA. Motivo per cui i virus, e in particolare i virus dell'RNA, sviluppano facilmente resistenza alla sorveglianza immunitaria e agli approcci antivirali standard.


"I virus sono così inclini alle mutazioni che hai bisogno di due o tre antivirali contemporaneamente per sconfiggere la loro fuga", come nel caso della terapia per l'HIV, ha affermato Carette.

Il “remdesivir” sperimentale antivirale, ora in fase di accelerazione negli studi clinici a Stanford e altrove per COVID-19, prende di mira le polimerasi dei virus dell'RNA, bloccando la replicazione virale. Poiché tutti i virus sono portatori e richiedono l'una o l'altra versione di questi enzimi, la speranza è che il “remdesivir”, inizialmente sviluppato (non molto efficace) per il trattamento dell'infezione da virus Ebola, possa rivelarsi efficace contro il nuovo ceppo di coronavirus che spinge l'attuale pandemia.


Ancora, se i virus non uccidono sempre le cellule che prendono in ostaggio, invece, alcuni di essi diventano cronici. I cosiddetti retrovirus, come l'HIV, cuciono i loro geni nel genoma delle cellule che hanno invaso. Questi geni silenziosi possono attivarsi se la nostra risposta immunitaria è indebolita, innescando nuovi cicli di replicazione virale.

Così, quelle micro-inserzioni si sommano. Le sequenze di DNA virale costituiscono completamente l'8% del nostro genoma, in contrasto con il solo 1% che codifica le proteine ​​di cui siamo in gran parte realizzati e che ne costituiscono la maggior parte.

”Il nostro genoma è stato" invaso "da precedenti incontri con retrovirus dopo l'infezione di cellule germinali", dice Carette. "Attraverso l'evoluzione, questi geni di retrovirus sono diventati inattivi".


Come sempre c'è un'eccezione, ha affermato Carette: “un antico gene virale si è ritrovato a svolgere un ruolo essenziale nell'embriogenesi", il processo attraverso il quale un embrione si forma e si sviluppa. La proteina codificata da questo gene consente la fusione di due tipi di cellule nella placenta del feto in via di sviluppo, consentendo lo scambio di nutrienti e rifiuti tra l'embrione in via di sviluppo e l'afflusso di sangue materno.


Senza di loro, cioè, non ci saremmo noi.



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