Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, il virus dell’herpes simplex (HSV) è estremamente comune e colpisce quasi due terzi della popolazione mondiale.
Una volta all’interno del corpo, l’HSV stabilisce un’infezione latente che si risveglia periodicamente, causando dolorose vesciche sulla pelle, in genere attorno al naso e alla bocca. Sebbene sia un semplice fastidio per la maggior parte delle persone, l’HSV può anche portare a pericolose infezioni agli occhi e infiammazioni al cervello in alcune persone e causare infezioni potenzialmente letali nei neonati.
I ricercatori sanno da tempo che il virus e il sistema immunitario ospite sono in perenne competizione, ma perché questa battaglia raggiunge una stasi nella maggior parte delle persone mentre causa gravi infezioni in altre?
Ancora più importante, come si svolge esattamente la battaglia a livello di cellule e molecole? Questa domanda ha continuato a tormentare gli scienziati e a ostacolare la ricerca di trattamenti che prevengano o curino le infezioni.
Un recente studio condotto da ricercatori della Harvard Medical School, condotto utilizzando cellule ingegnerizzate in laboratorio e pubblicato su PNASsvela le manovre precise utilizzate dall’ospite e dall’agente patogeno nella lotta per il dominio della cellula.
Inoltre, la ricerca mostra come il sistema immunitario tiene a bada il virus in una battaglia che si svolge nel centro di controllo della cellula, il suo nucleo.
Le proteine di segnalazione immunitaria lanciano una chiamata alle armi
La ricerca rivela un ruolo chiave per un gruppo di proteine di segnalazione chiamate interferoni, che reclutano altre molecole protettive e impediscono al virus di stabilire l’infezione.
Una volta all’interno dell’ospite, l’HSV si moltiplica creando copie di se stesso all’interno dei nuclei delle cellule, utilizzando il macchinario genetico dell’ospite. Perché ciò accada, il virus deve superare il sistema immunitario dell’ospite. Ma molte delle tattiche utilizzate dal virus e dal sistema immunitario in questo contesto sono rimaste un mistero, rendendo difficile la progettazione di farmaci che aiutino i pazienti a sconfiggere il virus.
Gli interferoni – chiamati così per la loro capacità di interferire con i tentativi degli agenti patogeni di infettare le cellule – segnalano molecole rilasciate quando il sistema immunitario rileva la presenza di microbi, come i virus. I segnali di pericolo inviati dagli interferoni attivano i geni in quella cellula e in altre cellule che producono proteine, che a loro volta impediscono ai virus di stabilire l’infezione.
Sono ben noti diversi meccanismi utilizzati dagli interferoni per contrastare i virus all’interno del citoplasma, il liquido gelatinoso che riempie le cellule. Ma il modo in cui gli interferoni agiscono contro i virus del DNA – quelli che lanciano il loro attacco all’interno del nucleo cellulare – è rimasto sfuggente.
“Sappiamo molto su come l’interferone e gli stimolanti immunitari agiscono contro i virus nel corpo citoplasmatico della cellula, ma fino ad ora sapevamo molto poco su come il sistema immunitario blocca l’infezione virale nel nucleo della cellula”, ha affermato l’autore senior dello studio David Knipe, professore Higgins di microbiologia e genetica molecolare presso l’Istituto Blavatnik dell’HMS. “I nostri risultati definiscono i meccanismi d’azione di qualsiasi trattamento che induca gli interferoni e il modo in cui possono prevenire e curare le infezioni da HSV, così come da altri herpesvirus e virus del DNA nucleare”.
Knipe ha affermato che le intuizioni di questo lavoro potrebbero anche aiutare i ricercatori a comprendere – e forse eventualmente a sviluppare trattamenti per – altri virus nucleari del DNA, compresi noti provocatori come il virus Epstein-Barr, che causa la mononucleosi; virus del papilloma umano; epatite B; e vaiolo.
Questi risultati definiscono i meccanismi d’azione dei trattamenti con interferone per le malattie da herpesvirus e altri trattamenti come i ligandi dei recettori toll-like che sono stati testati per l’herpes, hanno detto i ricercatori. Altri nuovi attivatori degli interferoni, come gli agonisti cGAS, potrebbero essere utilizzati anche per indurre la resistenza all’herpes attraverso i meccanismi appena definiti, hanno aggiunto i ricercatori.
I ricercatori avvertono che qualsiasi nuova potenziale terapia per l’HSV e altri virus a DNA è puramente concettuale a questo punto. Qualsiasi approccio di questo tipo dovrebbe essere prima testato su piccoli animali come i topi, poi su animali più grandi e, infine, sugli esseri umani.
Mappare le fasi di una corsa agli armamenti virale
Nel nuovo studio, Knipe e la coautrice Catherine Sodroski, dottoranda presso il National Institutes of Health, hanno scoperto che una proteina ospite chiamata IFI16 viene reclutata dall’interferone per aiutare a bloccare la riproduzione del virus in diversi modi.
Una delle strategie utilizzate da IFI16 per respingere l’HSV prevede la costruzione e il mantenimento di un involucro di molecole attorno al genoma del DNA virale. Questo “pluriball” molecolare impedisce al virus di dispiegarsi. Con il virus avvolto, non può attivare il suo DNA per esprimere i suoi geni e fare copie di se stesso.
Per contrastare queste manovre protettive, tuttavia, il virus produce molecole chiamate VP16 e ICP0 che possono rimuovere l’involucro, disattivare le molecole protettive della cellula ospite e consentire al virus di riprodursi.
Un altro meccanismo utilizzato da IFI16 per combattere l’infezione da HSV è neutralizzare VP16 e ICP016. In circostanze normali, quando la cellula non si prepara a respingere un invasore virale, nel nucleo è presente una certa quantità di IFI16. Ma questo livello di fondo di IFI16 non è sufficiente per combattere le proteine virali helper e mantenere il virus avvolto e trattenuto.
Senza la chiamata dell’interferone alla cellula per inviare più IFI16, il virus vince la corsa agli armamenti e infetta la cellula. Tuttavia, gli esperimenti hanno dimostrato che, quando i segnali dell’interferone reclutano livelli più elevati di IFI16, il sistema immunitario vince.
Questo studio attuale fa eco a risultati simili che hanno rilevato livelli elevati di IFI16 in campioni clinici di tessuti in cui il sistema immunitario sembrava controllare con successo i sintomi del virus HSV-2 strettamente correlato, fornendo informazioni cruciali sul meccanismo molecolare all’opera per scongiurare epidemie di sintomi.
Utilizzo delle informazioni provenienti dal laboratorio per migliorare la salute umana
Knipe afferma di essersi interessato alla biologia degli herpesvirus quando era studente universitario mentre si stava riprendendo da un attacco di mononucleosi. Ha trasformato quella curiosità in una carriera.
Il laboratorio Knipe studia cosa succede a livello di molecole e cellule quando l’HSV provoca infezioni sintomatiche e dormienti. È particolarmente interessato a come il sistema immunitario ospite risponde all’HSV. Knipe ha applicato le conoscenze acquisite studiando l’HSV per esplorare le possibilità di utilizzare materiale genetico dell’HSV per fornire vaccini contro l’HIV, la SARS, il Nilo occidentale e l’antrace.
“Risolvere gli enigmi che sono alla base della biologia di base su come questi virus interagiscono con il nucleo della cellula ospite e il sistema immunitario è infinitamente affascinante, e trovare nuovi modi per applicare tale conoscenza alla lotta contro le malattie è infinitamente gratificante”, ha detto Knipe. “La parte più emozionante è che stiamo solo grattando la superficie della profonda conoscenza a cui possiamo attingere per questa battaglia.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
