IDENTIFICATI NUOVI “PUNTI DEBOLI” DEL VIRUS INFLUENZALE

13 Dic 2012 06:23

Combinando una serie di innovative tecniche di biologia molecolare e microscopia elettronica, i ricercatori statunitensi dello Scripps Research Institute hanno descritto, in uno studio pubblicato su Science Express, come avviene la trascrizione del genoma e la replicazione virale del virus dell’influenza. Con una capacità di risoluzione mai raggiunta prima, hanno osservato le proteine del virus e in particolare le Ribonucleoproteine (RNPs), cioè il materiale genetico del patogeno e l’enzima che gli permette di replicarsi. Analizzando le immagini ottenute, che per la prima volta mostrano la macchina molecolare in funzione di un virus  mentre si replica, i ricercatori hanno osservato come questi complessi siano lunghi e flessibili e si organizzino nello spazio sotto forma di una struttura ramificata.Ciò potrebbe rendere possibile anche scoprire dei punti di vulnerabilità del virus.

”Gli studi per comprendere la struttura di questo complesso erano in una fase di stallo a causa di ostacoli tecnici”, ha osservato Ian Wilson, uno dei responsabili della ricerca. ”I nuovi dati che abbiamo fornito – ha aggiunto – offrono ora un quadro molto più chiaro della macchina di replicazione dei virus influenzali”.

Gli agenti eziologici dell’influenza sono dei virus a Rna appartenti alla famiglia degli Orthomyxoviridae, le cui sopravvivenza e capacità di diffondersi attraverso la popolazione dipendono da un cuore costituito da otto piccoli motori molecolari: le ribonucleoproteine, complessi di materiale genetico (Rna) e proteine (RNPs). Uno in particolare, forse il più importante, è rappresentato dalla polimerasi, un enzima coinvolto proprio nei processi di replicazione dell’RNA, nonché nei meccanismi di trascrizione delle proteine. Questo enzima è importantissimo, non solo per la replicazione del virus, ma perchè contiene anche alcune delle “barriere” che prevengono il passaggio del virus tra specie diverse  impedendo cioè il cosiddetto salto di specie, ossia della capacità dei virus di trasmettersi in organismi diversi: in passato proprio mutazioni di questo enzima hanno infatti permesso ad alcuni virus, ad esempio, di passare dalle sole infezioni agli uccelli, “aviarie”, a quelle dei mammiferi. Le immagini hanno anche permesso di immortalare alcuni meccanismi potenzialmente importanti per cercare di arrestare le infezioni, come il modo in cui la polimerasi si coordina con le altre proteine virali e un cambio di conformazione che l’enzima subisce durante l’attività di trascrizione. Punti deboli e finora sconosciuti che potrebbero servire a mettere fuori combattimento le influenze del futuro.

Conoscere i meccanismi molecolari degli RNPs potrebbe rappresentare un passo fondamentale per contrastare la diffusione di pandemie influenzali anche tra gli esseri umani. Gli scienziati  hanno descritto la struttura ramificata delle Ribonucleoproteine e la loro replicazione sviluppando un modello  in grado di descrivere dettagliatamente il legame della polimerasi all’RNA, l’azione dell’enzima  al momento della replicazione e il modo in cui il virus riesce a completare la trascrizione genetica. “Con queste informazioni siamo in grado di apprendere molto di più di quello che già sapevamo sui virus e le proteine RNPs e creare una mappa di come e dove avvengono i meccanismi più importanti. Ora abbiamo un’idea molto più chiara di come lavorino i motori RNPs del virus influenzale e queste informazioni potranno aiutare a sviluppare farmaci antinfluenzali più efficaci”, ha spiegato Robert N. Kirchdoerfer, primo autore dello studio.

Il modello molecolare ha permesso anche di evidenziare quelli che potrebbero essere dei possibili punti deboli del virus stesso; ad esempio uno è quello che interessa  il cambiamento di forma che la polimerasi subisce durante la trascrizione, un altro invece riguarda l’interazione tra questo enzima e le nucleoproteine virali.

“Non potremmo sviluppare farmaci esclusivamente a partire da questo modello”, ha concluso Kirchdoerfer. “Ma adesso abbiamo un’idea molto più chiara di come il virus e le sue proteine più importanti funzionano, e questo potrebbe portare a migliorare le armi a nostra disposizione”.

Il primo virus (di tipo B – B/Wisconsin) della stagione influenzale 2012/2013 è stato identificato in Italia presso il Laboratorio Ospedaliero di Virologia Molecolare dell’Universitaria di Parma nel settembre scorso. Il virus è stato isolato nel contenuto di un lavaggio bronco-alveolare di un paziente affetto da infezione dell’apparato respiratorio.

“Il virus influenza B, così come il virus influenza di specie A, causa infezione e malattia nell’uomo con circolazione ed episodi epidemici ricorrenti e generalmente collocati nella stagione invernale nei Paesi a clima temperato”; l’isolamento precoce è importante “dal punto di vista epidemiologico, perché dimostra che la circolazione di virus influenzali non è limitata alla sola stagione invernale e conferma la necessità di attuare controlli puntuali e di applicare metodi diagnostici sofisticati, in grado di permetterne il rilevamento in maniera precoce ed accurata”.

Nella stagione 2012-2013 gli epidemiologi prevedono che in Italia l’influenza colpirà  6 milioni di persone, quasi un milione in più rispetto al 2011, in seguito all’arrivo di tre tipi diversi di virus quali, oltre il già citato virus B/Wisconsin, il virus H1N1 dell’influenza suina e la sua variante Victoria (H3N2).

L’influenza si trasmette molto facilmente per via aerea attraverso goccioline di muco e saliva e ciò la rende particolarmente contagiosa. I virus influenzali A e B cambiano frequentemente il loro assetto genetico assumendo così caratteristiche antigeniche sempre nuove; acquisiscono cioè mutazioni nelle proteine di superficie che permettono loro di aggirare la barriera costituita dall’immunità acqusita dalla popolazione venuta a contatto con i tipi virali “vecchi” e che si trova immunologicamente indifesa nei confronti dei tipi virali “nuovi” (dal punto di vista immunologico   il virus si tova sempre “un passo avanti” rispetto all’uomo): ciò spiega perchè l’influenza possa ripetutamente colpire la popolazione e causare ricorrenti epidemie la cui unica prevenzione resta la profilassi vaccinale. Le mutazioni di lieve entità (“drift antigenico”) dei virus influenzali  sono i più frequenti e portano costantemente alla comparsa di ceppi responsabili delle epidemie influenzali che si susseguono di anno in anno.
I cambiamenti di maggiore entità (“shifts antigenici”) interessano solamente i virus di tipo A ; portano alla comparsa di sottotipi virali con caratteristiche antigeniche così diverse rispetto ai ceppi precedenti da conferire loro un enorme potenziale pandemico.

 A tutt’oggi l’influenza rappresenta ancora la terza causa di morte in Italia per patologia infettiva solo dopo AIDS e tubercolosi.