Gli scienziati scoprono la struttura del componente critico del virus mortale Nipah

L’anticipo, descritto il 20 gennaio in Cellaavvicina gli scienziati allo sviluppo dei medicinali di cui hanno tanto bisogno. Attualmente non esistono vaccini per prevenire o mitigare l’infezione da virus Nipah e non esistono trattamenti efficaci per la malattia oltre alle cure di supporto.

Il virus, ospitato dai pipistrelli della frutta, può essere trasmesso ai maiali e agli esseri umani. Può anche infettare le persone attraverso il cibo contaminato e viaggiare direttamente da persona a persona attraverso le goccioline rilasciate quando si tossisce. L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha dichiarato il virus Nipah un patogeno prioritario, una designazione data a organismi che possono causare gravi epidemie e richiedono ricerche urgenti per informare le strategie di prevenzione e trattamento.

Il virus Nipah ha il potenziale per innescare una pandemia, dicono i ricercatori, perché può diffondersi attraverso goccioline trasportate dall’aria e secrezioni respiratorie. Inoltre, notano i ricercatori, le prove suggeriscono che alcune persone infette che sviluppano sintomi più lievi e non specifici possono comunque trasmettere il virus.

Nei casi più gravi, l’infezione può causare gravi malattie respiratorie ed encefalite, una forma di infiammazione del cervello che può portare a deficit neurologici devastanti e alla morte. Secondo le stime dei Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie, il virus uccide tra il 40 e il 75% delle persone infette. In confronto, il virus Ebola uccide tra il 25 e il 90% delle persone infette nelle epidemie passate, con un tasso di mortalità medio del 50%.

Nel nuovo studio, i ricercatori si sono concentrati su una parte del meccanismo virale chiamato complesso della polimerasi virale, un gruppo di proteine ​​che il virus utilizza per copiare il suo materiale genetico, diffondersi e infettare le cellule. Il lavoro fornisce un quadro tridimensionale dettagliato della polimerasi del virus e delle sue caratteristiche principali. Comprendere la struttura e il comportamento di questo componente fondamentale del meccanismo virale permette di comprendere come l’agente patogeno si moltiplica all’interno dei suoi ospiti.

Fino ad ora, la struttura e la funzione della polimerasi del virus Nipah sono rimaste poco comprese, hanno affermato i ricercatori, avvertendo che sarebbero necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno come la polimerasi produce i diversi tipi di materiale genetico che consentono al virus di moltiplicarsi.

Tuttavia, ha affermato il team, svelare questo pezzo dell’apparato virale è il primo passo fondamentale verso la profilazione del funzionamento interno di un virus che rappresenta una seria minaccia.

“Identificare come la polimerasi è regolata per attivare e disattivare le diverse attività enzimatiche necessarie per la replicazione virale cambierebbe le regole del gioco, e questo studio rappresenta un passo fondamentale verso tale obiettivo”, ha affermato l’autrice co-corrispondente Rachel Fearns, Presidente e Professore Ernest Barsamian di Virologia, Immunologia e Microbiologia presso la Chobanian & Avedisian School of Medicine della Boston University.

Svelare la struttura molecolare del complesso della polimerasi virale fornisce una base che può informare la progettazione dei trattamenti.

“Questa nuova comprensione può aiutarci a identificare le proprietà funzionali della struttura della polimerasi che potrebbero essere sfruttate come bersagli farmacologici”, ha affermato l’autore co-corrispondente Jonathan Abraham, professore associato di microbiologia presso la Harvard Medical School e ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute.

Una volta individuata la struttura dell’enzima, i ricercatori hanno esaminato più da vicino il modo in cui le diverse parti dell’enzima influenzano le diverse funzioni da esso svolte. Comprendere il ruolo di queste diverse parti e il modo in cui possono adottare posizioni diverse offre indizi fondamentali su come bloccare la proliferazione del virus.

I ricercatori hanno condotto gli esperimenti in due modi diversi. Innanzitutto, hanno purificato la polimerasi e ne hanno determinato la struttura utilizzando la microscopia crioelettronica, una tecnica che consente agli scienziati di visualizzare la struttura dei campioni biologici su scala di singole molecole. In secondo luogo, hanno indotto mutazioni nella polimerasi e poi hanno osservato come si comportava la polimerasi mutata nelle cellule per capire come queste mutazioni influenzavano la sua funzione.

“Delucidando sia le caratteristiche uniche che condivise delle polimerasi del virus Nipah rispetto ad altre polimerasi virali, il nostro studio fornisce approfondimenti critici che hanno il potenziale per informare lo sviluppo di antivirali ad ampio spettro”, ha affermato il co-primo autore dello studio Heesu Kim, un ricercatore nel Fearns Lab.

I ricercatori notano che esiste un promettente farmaco orale sviluppato dagli scienziati della Georgia State University che funziona contro i virus correlati al Nipah ma non contro il virus Nipah stesso.

Per capire perché questo farmaco candidato è inefficace contro il virus Nipah, i ricercatori hanno condotto vari studi di simulazione per vedere se alcune modifiche strutturali alla polimerasi virale avrebbero migliorato la capacità del farmaco di attaccarsi al virus. I ricercatori hanno identificato una porzione specifica della polimerasi virale che potrebbe diventare un bersaglio farmacologico. Ciò a sua volta può informare la progettazione di inibitori di piccole molecole che interrompono la polimerasi virale e rendono il virus Nipah suscettibile al trattamento.

“Speriamo che i nostri risultati suscitino interesse e stimolino ulteriori ricerche da parte di altri, consentendo nuove conoscenze su un agente patogeno mortale”, ha affermato Side Hu, co-primo autore dello studio e ricercatore post-dottorato presso l’Abraham Lab. “In effetti, eravamo entusiasti di vedere altri gruppi condividere apertamente i propri dati proprio come abbiamo fatto noi e contribuire a far avanzare il campo.”