Il virus dell'influenza
È il primo dei virus trasmessi per via respiratoria che considereremo e partiamo proprio dall'analisi di questa via di ingresso di questi virus è una via di ingresso che se ci ragionate un momento è molto facile capire che se diciamo con adeguate misure è possibile impedire la trasmissione dei virus trasmessi con gli insetti utilizzando degli insetticidi, se la monogamia può essere un valido aiuto per ostacolare la trasmissione dei virus trasmessi per via sessuale o una accurata igiene degli alimenti può impedire l'ingresso di un virus di acqua è difficile invece arrestare la circolazione di un virus respiratorio.
In una sala di un cinema affollato, sopra un pullman se qualcuno tossisce è estremamente difficile l'unica arma a nostra disposizione sarebbe quella di arrestare il respiro.
C'è una certa difesa l'abbiamo nominata la scorsa volta parlando delle vie respiratorie quindi il muco che ricopre le mucose in questo distretto anatomico, ma molto spesso, come nel caso dell'influenza, la particella emessa con la tosse veicola i virus, contiene milioni e milioni di particelle virali, ecco che alcune sì possono essere bloccate dal muco che impedisce l'arrivo della particella virale al recettore presente nella cellula ospite, un piccolo numero sufficiente però a far partire l'infezione riesce a superare questa barriera naturale di difesa per raggiungere la cellula ospite.
Perché la scelta di questi tre virus respiratori?
Perché diciamo che sono degli ottimi esempi per vedere come tre virus, pur tutti e tre trasmessi per via respiratoria, risolvono con delle profonde diversità i problemi che un virus deve risolvere:
1. essere fondamentalmente in grado di riprodursi,
2. essere in grado di trasmettersi,
3. essere in grado di superare quelle che sono le difese dell'ospite.
Com'è fatta una particella di virus influenzale
Questa prima diapositiva molto schematicamente ci fa vedere come è fatta una particella di virus influenzale: una particella dotata di envelope questo cerchio grigio che vedete in questa figura, alla sua superficie sono presenti due glicoproteine queste sono l'emoagglutinina e la neuroaminidasi, all'interno dell'envelope queste sferette grigie rappresentano la proteina di matrice e all'interno sono contenuti 8 neurocapsidi; una caratteristica di questo virus a RNA è quello di avere un genoma frammentato in 8 pezzi; si tratta di un genoma a polarità negativa che una volta che è penetrato nel citoplasma della cellula ospite quindi non può prendere un contatto diretto con i ribosomi, deve necessariamente portarsi dietro una RNA polimerasi RNA dipendente che consentirà al genoma di essere copiato quindi convertito da polarità negativa a polarità positiva quindi si forma un messaggero e il virus potrà avviare così la propria sintesi proteica.
Quindi quando una cellula viene infettata dal virus influenzale qual è la prima sintesi macromolecolare virus specifica che si manifesta?
Sarà un processo di trascrizione che utilizza una RNA polimerasi RNA dipendente che come dice il nome utilizza come stampo una molecola di RNA in questo caso l'RNA genomico. Se noi andiamo a vedere più nei dettagli come è fatta una particella del virus influenzale vediamo che alla sua superficie sono presenti ben 600 spicole di queste 500 sono rappresentate dall'emoagglutinina che costituisce l'antirecettore ossia la struttura responsabile del legame del virus alla cellula ospite, le cellule ospiti sono rappresentate dalle cellule dell'epitelio respiratorio e il recettore presente nella cellula ospite è rappresentato da una molecola di acido sialico. 500 spicole di emoagglutinina tra poco le vedremo nei dettagli la struttura e la modalità del funzionamento ed in numero inferiore, sono circa un centinaio le molecole di neuroaminidasi, neuroaminidasi è la seconda glicoproteina che troviamo inserita nell'envelope del virus dell'influenza.
Questa neuroaminidasi vedremo svolgere, se l'emoagglutinina comincia all'inizio di un ciclo di replicazione, la neuroaminidasi svolge invece la sua funzione all'estremo opposto quando il virus sta gemmando dalla cellula nella quale si è formato. Subito al di sotto sempre a livello dell'envelope è presente una piccola proteina è la proteina M2 che forma un canale ionico, questo canale ionico svolge un ruolo determinante quando il virus dell'influenza una volta entrato nella cellula in un processo di endocitosi per completare il proprio uncoating. Quindi abbiamo detto emoagglutinina, neuroaminidasi e proteina M2 che forma un piccolo canale ionico importante nel momento dell'uncoating. Subito all'interno del peplos è presente la proteina M1 che è la proteina di matrice più internamente come vi stavo dicendo 8 nucleocapsidi; guardate un attimo questa figura ciascuno di questi 8 nucleocapsidi è legato ad una RNA polimerasi RNA dipendente indispensabile perché questi segmenti genomici possano esprimersi. Ciascun genoma è ricoperto da una proteina nucleo capsidica che avvolge gli 8 segmenti di RNA con una simmetria elicoidale, una cosa importante che non vi ho detto è che la RNA polimerasi ogni segmento di genoma ne porta legata 1 copia e risulta formata da tre proteine, queste sono le proteine PA, PB1, PB2 . Inoltre, in poche copie all'interno della particella virale, è presente la proteina NS2 che vedremo essere importante nel ciclo replicativo virale, quando i nucleocapsidi neoformati devono lasciare il nucleo, è importante tener presente questo: la maggior parte dei virus a RNA ha la capacità di replicare nel citoplasma, il virus dell'influenza fa eccezione, è un virus che nonostante contenga un genoma ad RNA ha scelto di replicare nel nucleo, giustificheremo questa scelta fra poco, vi anticipo che questo dipende perché fondamentalmente ha bisogno di ricorrere a un processo di splicing, ovviamente tutto quello che serve per il processo di splicing nel citoplasma non lo troviamo e quindi questo è un primo motivo per cui il virus deve necessariamente raggiungere il nucleo per potersi replicare, altro motivo è che l'RNA polimerasi RNA dipendente presente nella particella virale non è pronta a trascrivere il genoma per formare i messaggeri ha bisogno di un innesco, per trovare questo innesco deve recarsi nel nucleo, quindi caccia dell'innesco e visto che ha necessita di ricorrere allo splicing per ottenere, per completare il proprio corredo proteico, di conseguenza è un virus che replica nel nucleo.
Se io vi chiedessi una domanda forse un po' difficilina: perché questo virus ha scelto di avere un genoma costituito da 8 pezzi???
Secondo voi se tutta l'informazione contenuta in questi 8 pezzi fosse legata in un unico pezzo riuscirebbe il virus a esprimersi in una cellula eucariotica???
Mi sembra di avervelo anche già detto, unica informazione trascrive, perché ha l'enzima suo, questa lunga informazione di RNA a polarità negativa; lui ha l'enzima se la trascrive e forma un RNA messaggero, potrebbe questo RNA messaggero andare tranquillamente nei ribosomi e sintetizzare la proteina???
La risposta è proprio qua il ribosoma non riconosce un messaggero policistronico forse riuscirebbe a iniziare a tradurre questa proteina ne vedremo uno la prossima settimana, il rinovirus utilizza proprio questa strategia, in questo caso cosa si è pensato? taglio a pezzi e ognuno di questi 8 segmenti darà origine ad una proteina, questi segmenti l'importante è la quantità, che contenuto di informazione genetica hanno? Andiamo grosso modo da 940 a 2400 ribonucleotidi ognuno di questi segmenti è in grado di sintetizzare per lo meno una proteina, quindi abbiamo 8 proteine garantite. In realtà i segmenti 7 ed 8 proprio perché sottostanno a splicing danno origine a due differenti messaggeri, quindi in totale abbiamo 10 proteine.
In una recente scoperta, che è importante perché aiuta a capire qual è il meccanismo di patogenicità del virus dell'influenza che è il segmento che codifica per la subunità PB1 della RNA polimerasi quando è letto secondo un diverso modulo da origine in alcuni sierotipi ad un'altra proteina, quindi alcune specie saranno in grado di sintetizzare 11 differenti proteine. Ricapitolando 8 segmenti ognuno da 1 proteina siamo già a 8 proteine, i segmenti 7 e 8 per splicing ne danno 2, quindi siamo a 10 proteine , il segmento PB1 può essere letto con due diversi moduli di lettura che danno origine a due differenti proteine di conseguenza il totale del numero delle proteine sintetizzate in alcuni sierotipi di influenza arriva a 11. Facciamo adesso una carrellata, abbiamo visto dove sono localizzati i vari componenti di questa particella virale, questa diapositiva riassume quanto vi ho detto sino adesso 8 filamenti di RNA a polarità negativa di lunghezza da 890 a 2441 nucleotidi vediamo che i segmenti 1, 3, 4, 5, 6 una volta che vengono trascritti e tradotti danno origine ad un'unica proteina, il segmento 2 che è il segmento PB1 da origine a due differenti proteine e il segmento 7 ed 8 danno origine in seguito a splicing a due proteine. Esaminando questo splicing ci consente di capire quanto i virus sono intelligenti.
Dal segmento 7 dopo splicing si formano la proteina M1 che è la proteina di matrice e la proteina M2 che forma quei canali ionici che abbiamo visto essere rilocalizzati nell'envelope.
Gli serve ovviamente molta più proteina di matrice che deve localizzarsi al di sotto dell'envelope, mentre di proteine M2 gli servono molte meno copie, cosa ha pensato il virus??
Fa una scelta di quantità, di M1 me ne serve molto di più che non di proteina M2 che serve per fare pochi canali ionici da piazzare nel mio envelope; com'è che organizza questo?? C'è una ratio dello splicing, ossia ogni 10 molecole di RNA del segmento 7, 9 non subiscono splicing e tradotte danno origine alla proteina di matrice, mentre una sola che subisce splicing darà origine anche alla proteina M2. La stessa cosa riguarda lo splicing del segmento 8, NS1 è una proteina veramente molto importante che svolge soprattutto la funzione di difendere la particella virale da quello che è l'attacco del sistema immunocompetente. La proteina NS2 svolge invece il ruolo, quando il virus si è replicato nel nucleo, i nucleocapsidi devono tornare nel citoplasma e questo è il ruolo svolto dalla NS2 gli serve una maggior quantità di NS2 rispetto a NS1 ed ecco che anche in questo caso il rapporto tra gli RNA messaggeri che non subiscono splicing e quelli che invece lo subiscono anche in questo caso è un rapporto di 9 a 1. Con questa semplice accortezza il virus riesce a fare una scelta quantitativa sintetizzando ciò che gli è più utile. In questa diapositiva in maniera estremamente schematica poi torneremo nei dettagli passo dopo passo vediamo come si realizza il ciclo replicativo del virus influenzale.
Come replica il virus dell'influenza
Il punto di partenza è l'attacco dell'emoagglutinina all'acido sialico che è presente nelle cellule dell'epitelio respiratorio, una volta che è avvenuto l'attacco il virus entra nella cellula la membrana citoplasmatica della cellula ospite si introflette per poi staccarsi all'interno della cellula e si forma un endosoma. Fondamentale perchè il processo possa andare avanti è che il Ph all'interno di questo endosoma scenda, questo attiva il potere fusogeno dell'emoagglutinina e i nucleocapsidi contenuti nella particella virale possono liberarsi nel citoplasma.
Vi ho già detto che ha bisogno di procurarsi un innesco per la propria RNA polimerasi come pure abbiamo appena finito di dire che alcuni suoi messaggeri devono sottostare ad un processo di splicing ecco che per forza deve andare nel nucleo, che cosa avviene nel nucleo?? Lo vediamo meglio in questa diapositiva: attacco, endocitosi, abbassamento del pH va nel nucleo l'RNA a polarità negativa grazie all'RNA polimerasi RNA dipendente che è entrata nel nucleo insieme ai nucleocapsidi viene copiato in molecole a polarità positiva; alcune di queste molecole a polarità positiva sono RNA messaggeri altri saranno da stampo per la formazione di genomi negativi per la progenie virale. Una volta che i messaggeri sono stati tradotti e il virus ha sintetizzato tutte le proteine necessarie al suo ciclo replicativo ecco che le glicoproteine emoagglutinina, neuroaminidasi e la proteina M2 vengono piazzate nella membrana citoplasmatica della cellula ospite, il virus riesce in questo punto ad uscire dalla cellula per gemmazione rivestendosi di queste glicoproteine e si libera così nell'ambiente extracellulare, questa è solo una panoramica adesso esamineremo più nei dettagli passo dopo passo come il virus realizza questo processo replicativo.
Segue una serie di diapositive con cui presentiamo tutti i componenti che partecipano al ciclo replicativo del virus dell'influenza, la glicoproteina di superficie maggiormente rappresentata dal virus dell'influenza abbiamo già visto essere l'emoagglutinina, sono in questo disegno questi coni gialli e svolge il ruolo fondamentale di essere l'antirecettore, è la porzione della particella virale che si lega all'acido sialico presente nelle cellule dell'epitelio respiratorio ma non ha soltanto questa funzione è anche la glicoproteina che è dotata di potere fusogeno e consentirà di realizzarsi il potere dell'uncoating del virus dell'influenza. Come vedremo svolge un ruolo determinante come antigene ed è anche molto importante per capire l'andamento epidemiologico del virus dell'influenza e si può manifestare sia sotto forma di epidemie sia sotto forma di pandemia. La seconda glicoproteina presente è la neuroaminidasi cinque volte meno presente nell'emoagglutinina la funzione fondamentale della neuroaminidasi, sono questi bastoncini verdi con una estremità allargata rossa, è quella di favorire al virus, una volta che sta avvenendo la gemmazione del virus dalla cellula ospite, di consentirne la liberazione in ambiente extracellulare. La funzione della proteina M2 è quella di formare ve l'ho già detto un canalicolo essenziale per l'uncoating ma vedremo che questa proteina svolge un ruolo importante anche nel momento di maturazione di nuove particelle virali. Abbiamo poi la proteina di matrice e questa figura ci serve per osservare una cosa: la proteina di matrice localizzata al di sotto dell'envelope vedete chiaramente come sono a questa proteina di matrice ancorati gli 8 nucleocapsidi che legati insieme costituiscono il genoma del virus influenzale. Abbiamo poi la proteina nucleocapsidica che come vi ho detto riveste con simmetria elicoidale i singoli pezzi del genoma del virus influenzale, un ruolo importante è che regola il meccanismo di funzionamento dell'RNA polimerasi RNA dipendente, cosa voglio dire con questo??
L'RNA polimerasi RNA dipendente un minuto fa vi ho detto necessita di un innesco e questo è il motivo per cui il virus va nel nucleo, però in un momento successivo deve essere anche capace di funzionare senza innesco, quindi ha una doppia attività funzionale, necessita di un innesco però in un determinato momento del ciclo replicativo è in grado di trascrivere anche senza un innesco.
Chi è che regola questo passaggio??
È regolato lo vedremo tra poco dalla quantità di proteina nucleocapsidica, altra proteina fondamentale è proprio questa RNA polimerasi che come abbiamo visto è costituita da tre subunità: la subunità PA, la subunità PB1 e la PB2. Cosa fa la subunità PA non è stato ancora palesato, il ruolo che svolga non è conosciuto; il ruolo della PB1 è quello di consentire l'ottenimento di un cap come pure è la porzione della polimerasi che è dotata di attività polimerasica ossia è quella che scorrendo lungo lo stampo sintetizza nuove catene di RNA. La terza subunità PB2 è quella che si lega alla porzione dell'RNA messaggero cellulare da cui il virus ricaverà il proprio cap. Stiamo per finire questa carrellata , ci sono altre due proteine siglate come NS1 e NS2, cosa vuol dire NS??? vuol dire nucleo strutturali, proteine che troviamo all'interno di una cellula quando il virus sta replicando ma non entrano a far parte della proteina completa virale infettante che si libera da una cellula ospite. Recentemente sono molte le nuove conoscenze che riguardano l'NS2 e che in realtà poche copie sono presenti all'interno di una particella di virus infettante tanto è vero che è stata nominata con la nuova sigla NEP che vuol dire proteina di esportazione nucleare; infatti la funzione di questa proteina è quella, una volta che sono stati neosintetizzati nel nucleo i nucleocapsidi, di portarli nel citoplasma da dove poi potranno gemmare formando nuovi virus. Per quanto riguarda l'NS1, proteina fondamentale perché contrasta le difese dell'ospite, però è anche importante perché è la proteina che aiuta il virus a far fuori gli RNA messaggeri cellulari per non avere concorrenti a livello dei ribosomi. Qui abbiamo una banalissima animazione : il virus entra dopo che si è legato ai recettori di acido sialico, c'è un processo di endocitosi, in questa particella di endocitosi l'emoagglutinina acquista potere fusogeno permettendo l' uncoating. In questa animazione vediamo che è un uncoating completo, vedete come il virus si spoglia di tutte quelle che sono le proteine capsidiche e nel citoplasma si libera un genoma, questo non avviene ovviamente nel caso dell'influenza, i nucleocapsidi appena liberati dopo che si ha fusione e liberazione nel citoplasma vanno interi nel nucleo dove entrano attraverso un poro nucleare.
Entriamo adesso nei dettagli, l'emoagglutinina (vi ripeto ancora una volta) è quella glicoproteina di superficie responsabile dell'attacco e anche di consentire l'uncoating del virus dell'influenza, risulta presente sotto forma di trimero alla superficie dell'envelope e diciamo ciascuno di questi tre polipeptidi insieme costituiscono il recettore. Appena sintetizzata l'emoagglutinina consiste di un unico polipeptide, questo unico polipeptide neosintetizzato viene localizzato nella membrana citoplasmatica cellulare il virus poi se la porterà dietro nel processo di gemmazione e per poter acquisire il potere fusogeno deve essere clivata in due parti, chi è che cliva l'emoagglutinina nelle due porzioni HA1 e HA2??? Sono delle proteasi che troviamo nell'epitelio delle vie respiratorie, cosa succede quando questa proteina viene clivata?? Viene clivata nelle due porzioni dicevo HA1 che contiene il dominio dell'antirecettore ossia è quella porzione dell'emoagglutinina che è in grado di riconoscere l'acido sialico. La porzione invece HA2 che è inserita, prima c'è una porzione idrofobica e con una corta coda viene inserita nel citoplasma stiamo esaminando la sua estremità C mentre all'estremità N terminale è presente la porzione cosiddetta del peptide fusogeno. Unico polipeptide viene clivato in due, una prima porzione HA1 in questa porzione è localizzato l'antirecettore, la porzione HA2 invece troviamo il peptide responsabile invece della fusione. Questo peptide responsabile della fusione rimane nascosto in una porzione idrofobica dell'emoagglutinina e soltanto all'interno di un endosoma, dopo essere avvenuto l'attacco, il virus per endocitosi è stato portato all'interno della cellula, ecco che questo peptide fusogeno può essere esposto, le due porzioni dell'emoagglutinina HA1 e HA2 sono tenute insieme tra loro da un ponte disolfuro.
Cosa succede alla fase di uncoating?
Attacco, formazione della vescicola endocitotica e il virus deve andare avanti perché deve liberare i propri nucleocapsidi nel citoplasma della cellula infetta, questa è la situazione questa che vedete qua è la membrana dell'endosoma all'interno della quale è presente il virus dell'influenza e alla superficie della membrana dell'endosoma è presente una pompa protonica, qual è il compito di questa pompa protonica?? Portare all'interno dell'endosoma degli ioni idrogeno, cosa comporta l'ingresso di idrogenioni?? ovviamente un abbassamento del pH ed è proprio a seguito di questo abbassamento del pH che si ha esposizione del peptide fusogeno, che ha subito un cambio conformazionale a seguito dell'abbassamento del pH, è in grado di fissarsi su una membrana dell'endosoma avvicina la membrana dell'endosoma al peplos virale realizzando così la loro fusione e a questo punto c'è un momento deve intervenire qualche altra cosa per consentire agli 8 segmenti agli 8 nucleocapsidi di passare nel citoplasma. Siamo arrivati che grazie all'abbassamento del pH l'emoagglutinina ha cambiato la conformazione e questo ha consentito alle due membrane di fondersi una con l'altra. Però gli 8 segmenti, gli 8 nucleocapsidi sono legati alla matrice, non è facile distaccarli, ecco che interviene la proteina M2 che forma quei canalicoli che sono localizzati nell'envelope del virus, c'è una pompa protonica che fa entrare idrogenioni ecco che questi idrogenioni attraverso il canalicolo formato dall'M2 riescono a penetrare all'interno della cellula.
Questo abbassamento all'interno della particella virale diminuisce il legame tra matrice e i nucleocapsidi che possono finalmente arrivare nel citoplasma per poi dirigersi nel nucleo. Quindi sia l'intervento della emoagglutinina che l'intervento della proteina M2 è fondamentale per arrivare alla completa liberazione del virus dal suo envelope.
Abbiamo sottolineato all'inizio di questa lezione come pur essendo un virus a RNA deve raggiungere il nucleo perché gli serve un cap e perché deve andare incontro a splicing, essendo un RNA ovviamente si deve portare dietro un RNA polimerasi RNA dipendente che è schematizzata in questa figura: è costituita da tre subunità PA, PB1, PB2 e la subunità PB1 porta legate tutte e due le estremità 3' e 5' dell'RNA genomico a polarità negativa. Tutti questi 8 frammenti di nucleocapsidi devono raggiungere il nucleo. Uno dei motivi ve l'ho già detto un paio di volte è che questa RNA polimerasi RNA dipendente per funzionare ha bisogno di un innesco.
Quali sono le polimerasi che sempre hanno bisogno di un innesco?
Le DNA polimerasi, molte RNA polimerasi RNA dipendenti dei virus riescono a trascrivere anche senza un innesco, un' eccezione ma non unica è rappresentata dalla polimerasi dell'RNA, che cosa si è pensato?
Vado nel nucleo dove trovo pre-RNA messaggeri cellulari, taglio un pezzettino di questo RNA messaggero cellulare e lo utilizzo per l'innesco per la trascrizione virus specifica. Va nel nucleo vedremo tra poco come, taglia un pezzetto di cap ed ecco che la polimerasi utilizza questo frammento derivato dal messaggero cellulare come innesco per la sintesi degli RNA messaggeri virali. Osserviamo le cose un po' più da vicino, abbiamo visto come il virus si spoglia e come vengono liberati gli 8 nucleocapsidi; questi 8 nucleocapsidi grazie all'importina alfa e all'importina beta riescono a lasciare il citoplasma e attraverso un poro nucleare arrivare nel nucleo.
Cosa deve fare ciascun frammento?
Ovviamente per prima cosa deve essere trascritto nel corrispondente messaggero perché questa è l'unica possibilità che ha il virus per esprimere la propria informazione genetica; quindi ingresso dei nucleocapsidi e grazie all'intervento della RNA polimerasi RNA dipendente siamo, al passaggio 2, formazione di RNA messaggeri che hanno un cap di derivazione cellulare. Una volta che si sono formati questi RNA messaggeri ovviamente devono andare per poter essere tradotti nel citoplasma dove la cellula metterà a disposizione del virus i propri ribosomi e tutto il proprio macchinario proteino-sintetico.
Cosa succede quando l'enzima l'RNA polimerasi RNA dipendente deve sintetizzare i propri messaggeri?
Abbiamo visto che è costituito da tre subunità, di una delle subunità la PA non conosciamo ancora il funzionamento, in questo schema sono presenti soltanto le altre due subunità che sono la PB2 e la PB1.
Quale è il ruolo della PB2?
Il ruolo della PB2 è quello di legarsi ad un RNA messaggero cellulare non ancora rimaneggiato e di associarsi con questo RNA messaggero cellulare PB2 lo fissa, dopo di che interviene la PB1 che cliva l' RNA messaggero cellulare ad una lunghezza che va da 10 a 13 ribonucleotidi e una volta che c'è questo frammento derivato da un messaggero cellulare la PB1 lo può utilizzare come innesco e cominciare a copiare il genoma virale realizzando così la formazione di un RNA messaggero specifico virale. Una cosa non vi ho detto la subunità PB1 fa tutto questo, ossia copia il genoma negativo in positivo rimanendo legata all'estremità 5' del genoma, questo diciamo è indicato dalla figura non progressivamente ma facendo vedere questa subunità della polimerasi con un cerchio colorato più debolmente e con i margini tratteggiati. Si è conquistato un cap, la PB1 comincia a copiare e fa tutto questo restando ancorata all'estremità 5'.
Quando il processo di trascrizione va avanti e siamo nelle vicinanze dell'estremità 5' la lettura incontra una sequenza di poli U è l'RNA polimerasi RNA dipendente si dice che legge incominciando a balbettare, ossia quando sta leggendo questa sequenza di poli U va avanti e indietro, cosa comporta questo?
Comporta la sintesi di una catena di poli A che caratterizza tutti quanti gli RNA messaggeri degli eucarioti che possono essere così trasportati dal nucleo al citoplasma dove possono essere tradotti, però è importante la modalità di sintesi, la modalità con cui un messaggero si procura una coda di poli A nell'influenza è diversa da quello che avviene nelle cellule eucariotiche. Nelle cellule eucariotiche abbiamo un enzima che cliva nel sito dove deve essere aggiunta la coda di poli A che poi viene assemblata da un'altra attività enzimatica che viene legata a questi RNA messaggeri in via di completamento e poi tutto e pronto per viaggiare nel citoplasma. Invece no, e non è un caso, vedremo tra poco perché il virus dell'influenza fa parte del processo di trascrizione, comincia a sintetizzare va avanti e leggendo più volte questa sequenza di poli U riesce a crearsi una coda di poli A.
Finchè finalmente la subunità PB1 si stacca e arriviamo alla sintesi di un messaggero virale che avrà un cap in 5' di origine cellulare e una coda di poli A alla sua estremità 3'. Questi messaggeri vanno nel citoplasma dove possono essere tradotti, ovviamente ha preso gli RNA messaggeri, li ha capitozzati e capite immediatamente che ha dato un bel colpo alla famosa competizione con gli RNA messaggeri cellulari ma non si ferma qui ,una delle funzioni della proteina NS1 è quella di legarsi a due proteine cellulari che sono la CPSF ed il fattore PAB.
Qual è il ruolo nella cellula di queste due proteine?
La prima CPSF, in un messaggero cellulare, è il fattore responsabile di tagliare il messaggero nelle vicinanze del punto in cui deve essere inserita la coda di poli A: c'è un messaggero in via di formazione, un'attività enzimatica, siamo all'estremità 3', lo taglia e individua così il sito di poliadenilazione; la seconda attività enzimatica PAB ha il compito di facilitare l'inserzione della coda di poli A perché questo è importante? Perché la proteina NS1 blocca queste due attività enzimatiche e da un'altra mazzata in testa agli RNA messaggeri cellulari, da una parte gli ha tagliato la testa da l'altra grazie all'intervento della NS1 blocca la poliadenilazione degli RNA messaggeri ed ecco che in fase nucleare i messaggeri cellulari vengono distrutti. Un colpo da una parte ed un colpo dall'altra: prende diciamo più messaggeri virali e dall'altra abbiamo una degradazione invece dei messaggeri cellulari.
Abbiamo visto come l'RNA messaggero ha ottenuto un cap e una coda di poli A, può andare in sede citoplasmatica, ecco che questi RNA messaggeri andranno nel citoplasma dove potranno essere tradotti nelle proteine virali. Una volta che sono state sintetizzate le tre subunità che compongono la polimerasi e la nucleoproteina dal citoplasma si rilocalizzano nel nucleo e adesso abbiamo la possibilità che si abbia la formazione di un anti-genoma cosa vuol dire questo?? Sino ad adesso abbiamo avuto sintesi di RNA messaggeri, l'enzima aveva necessità di un cap, l'ha rubato alla cellula, man mano che aumenta la quantità di nucleoproteina che entra nel nucleo la polimerasi acquisisce la capacità di trascrivere in assenza di un innesco. Questo consente di sintetizzare delle molecole di RNA a polarità positiva che non avranno funzione di messaggero ma che funzioneranno invece come anti genoma.
Ve lo ricapitolo perché forse non sono stata chiara: all'inizio è arrivato nel citoplasma un nucleocapside che portava con se un RNA polimerasi RNA dipendente che è riuscita a sottrarre un cap ai messaggeri cellulari e in questa configurazione l'enzima cosa sa fare? Sa sintetizzare gli RNA messaggeri, questi RNA messaggeri vanno nel citoplasma, vengono tradotti nelle proteine ed ecco che la proteina nucleocapsidica e le tre subunità dell' RNA polimerasi ritornano nel nucleo; man mano che la quantità di nucleoproteina aumenta nel nucleo ecco che si ha un cambiamento nel funzionamento dell'RNA polimerasi RNA dipendente, acquista la capacità di trascrivere il genoma a polarità negativa anche in assenza di un cap e questo è importante perchè riesce a copiare per intero il genoma del virus influenzale portando alla formazione di un anti genoma positivo.
Che ruolo avrà questo anti genoma a polarità positiva?
Farà da stampo per la formazione di nuovi genomi a polarità negativa. Esattamente come questo avvenga non lo sappiamo però è stato dimostrato che con bassi livelli di nucleoproteina abbiamo sintesi di mRNA, mentre con elevati livelli di nucleoproteina abbiamo replicazione del genoma. Funge il genoma del virus da stampo per la formazione di anti-genomi a polarità positiva che a loro volta saranno stampo per la formazione di nuovi genomi.
Siamo al punto che nuovi genomi e nuovi nucleocapsidi del virus influenzale si stanno accumulando nel nucleo; nel frattempo a livello della membrana citoplasmatica della cellula si sono inserite glicoproteine emoagglutinina e neuroaminidasi il problema da risolvere a questo punto è come far tornare indietro i nuovi nucleocapsidi, il loro trasferimento dal nucleo al citoplasma è possibile grazie all'intervento della proteina di matrice e della proteina NS2. Anche queste due proteine, appena sintetizzate nel citoplasma, tornano nel nucleo da prima prende contatto con il nucleocapside la proteina M2 e a questa proteina M2 si lega la proteina NS2 che è appunto responsabile di condurre questi segmenti dal nucleo nel citoplasma.
A questo punto deve viaggiare nel citoplasma fino a trovare quelle porzioni di membrana citoplasmatica, sono porzioni particolarmente ricche in colesterolo, dove sono state inserite l'emoagglutinina e la neuroaminidasi. Ed è appunto in questa diapositiva che è diciamo rappresentata lo stadio finale del processo di maturazione del virus, grazie all'intervento della proteina di matrice e dell'NS2 i segmenti fatti dal genoma e rivestiti da proteine quindi i nucleocapsidi con l'intervento della proteina di matrice e dell'NS2 hanno raggiunto il citoplasma, la membrana citoplasmatica nel frattempo si sono inserite l'emoagglutinina e la neuroaminidasi, la matrice si dispone all'interno di queste porzioni di membrana citoplasmatica, i nucleocapsidi si fissano alla proteina di matrice, il virus può fuoriuscire attraverso un processo di gemmazione, ma mentre sta gemmando c'è un rischio: il rischio che questa è la cellula, qui vedete un processo di morfogenesi in via di completamento, e questo è invece un processo di morfogenesi quasi completamente realizzato.
C'è il rischio che le emoagglutinine, alla superficie di questo virus neoformato, siano come dire bloccate dall'acido sialico della cellula infettata che tende a trattenerle, e questo è impedito dall'intervento della seconda glicoproteina di superficie rappresentata dalla neuroaminidasi.
Cosa fa la neuroaminidasi?
La neuroaminidasi scinde il legame tra emoagglutinina e acido sialico ed ecco che il virus completamente libero in ambiente extracellulare è pronto per andare ad infettare un'altra cellula. La neuroaminidasi libera l'emoagglutinina, l'emoagglutinina riconosce l'acido sialico, l'acido sialico presente su questa cellula tende a ricatturare l'emoagglutinina impedendo al virus di liberarsi, quindi il ruolo è di consentire il completo rilascio del virus rompendo il legame tra emoagglutinina e acido sialico. La sua funzione è anche importante nel muco, quando il virus dell'influenza arriva nell'epitelio respiratorio nel muco c'è abbondanza di acido sialico, se l'emoagglutinina si fissa su questo acido sialico perde la possibilità di raggiungere la cellula ospite, di conseguenza è necessario l'intervento della neuroaminidasi che rompe questo legame, dicendo puoi continuare la tua strada nelle vie respiratorie fino finalmente a trovare un emoagglutinina localizzata su una cellula che può diventare la cellula ospite.
Perché è stato chiamato virus dell'influenza?
È stato chiamato virus dell'influenza perché si riteneva che queste epidemie virali avvenissero sotto l'influenza delle stelle.
Dell'influenza noi conosciamo tre differenti sierotipi A, B e C; l'A come vedremo tra poco è diffuso sia negli uccelli che in moltissimi mammiferi, il B è invece un virus dell'influenza patogeno solo per l'uomo e il C è patogeno per l'uomo e per i suini.
Molte volte uno al minimo starnuto, con un po' di mal di testa dice “ho l'influenza” in realtà le cose non stanno così, l'influenza è una malattia acuta piuttosto seria, molti biologi dicono “si ha realmente l'influenza quando uno realmente non si può alzare dal letto” è infatti una malattia caratterizzata da febbre, dolori ossei, dolori muscolari, mal di gola, astenia, però soprattutto nelle persone giovani e sane è una malattia che rimanendo 3-4 giorni a casa va spontaneamente a guarigione.
Più grave è invece l'infezione da parte degli adulti o dei bambini o nelle persone immunosoppresse, persone nelle quali il sistema immunocompetente non ha raggiunto una piena funzionalità oppure con l'andare degli anni va a perdere parte delle sue funzioni.
Vi dicevo prima proprio all'inizio di questa lezione una gocciolina espulsa per esempio con un colpo di tosse contiene milioni di virus dell'influenza, soltanto 10 virus è stato calcolato sono in grado di dare origine ad una infezione virale. Abbiamo esaminato come replica, abbiamo visto che si trasmette per via respiratoria, ci rimane ancora da esaminare come evade le difese dell'ospite.
Contrariamente ad altre infezioni virali per esempio il morbillo, nel morbillo quante volte un uomo si infetta con il morbillo durante la sua vita? 1 volta, mentre con l'influenza tantissime volte, cerchiamo di capire il perché e in una delle prossime lezioni vedremo il perché il virus del morbillo porta ad acquisire immunità per tutta la vita.
Come il virus dell'influenza batte il sistema immunitario
Ci rimane da esaminare il terzo problema: infetta, replica, distrugge le cellule epiteliali a queste lesioni dell'epitelio respiratorio fa sì che anche le cellule batteriche trovino l'ambiente ideale per impiantarsi, e questo avveniva soprattutto in era pre–antibiotica, la morte legata all'influenza era proprio dovuta non all'infezione virale ma al successivo impianto di infezioni batteriche. È un virus che proprio ha imparato a difendersi in maniera splendida e con grande intelligenza, induce una grande produzione di interferon è un potente induttore di interferon; nell'esempio che abbiamo visto la volta precedente se questa è una cellula infettata dal virus dell'influenza induce una grande quantità di interferon che andando in ambiente extracellulare andrà nelle cellule vicine per dire “allertatevi tra poco sarete infettate dal virus dell'influenza”. Abbiamo già visto come questa cellula allertata sintetizza sotto forma inattiva una timidino chinasi dipendente da RNA a doppia catena.
Quindi la cellula è stata allertata, ha sintetizzato questa PKR, cosa succede quando questa cellula è infettata dal virus influenzale?
Il virus influenzale produce RNA bicatenario, sicuramente basta che pensiate al processo di trascrizione dove uno stampo a polarità negativa viene copiato in uno stampo a polarità positiva. Quindi il pericolo quale sarebbe? Questa cellula si è allertata e ha sintetizzato questa chinasi, una volta che si ha il sintomo di infezione virale si forma un RNA a doppia catena, la chinasi viene attivata, attivazione della chinasi vi ricordo cosa vuol dire: fosforilazione del fattore EIF2, arresto della sintesi proteica, quindi il pericolo è questo RNA bicatenario capace di attivare la chinasi.
Ecco che arriva la proteina del core NS1 e sequestra l'RNA a doppia catena cosa vuol dire sequestrare l'RNA a doppia catena? Che la PKR non potrà essere attivata, la sintesi proteica in quella cellula rimane indisturbata, il virus ha tempo per sintetizzare tutte le proprie proteine. Ma legarsi all'RNA a doppia catena ha anche un'altra conseguenza; avevamo visto che nella cellula allertata non c'era soltanto la PKR c'erano anche altre due attività enzimatiche che potevano essere attivate dall'RNA a doppia catena e precisamente la 2,5 oligo(A)sintetasi e la ribonucleasi L, quando una cellula è allertata si forma, si viene a creare un RNA bicatenario, come conseguenza dell'infezione virale, queste due attività vengono attivate come?
Da prima si ha la formazione di un corto oligo(A), dopo di che questo corto oligo prende rapporto, si lega alla ribonucleasi L attivandola ed ecco che questa attività enzimatica così attivata fa fuori tutti gli RNA messaggeri sia cellulari che virali e la cellula è costretta ad imboccare una via apoptotica, se tutto questo funziona così il virus dell'influenza perde la propria capacità replicativa; non fa fuori selettivamente i messaggeri cellulari, la ribonucleasi L non distingue, taglia tutti quanti vengono a mancare gli RNA messaggeri virali.
Come si è risolto il problema? Appunto con l'intervento della NS1 che sequestra la doppia catena di RNA che si forma nel corso della sua replicazione e blocca pertanto l'attivazione sia di questa che di questa attività enzimatica. Però non si limita ad intervenire soltanto in questa maniera, nella cellula, la scorsa settimana abbiamo parlato di recettori toll-like localizzati sulla membrana citoplasmatica o nei lisosomi, riconoscevano profili molecolari del patogeno, scatenavano il segnale che arrivava al nucleo attivando la cellula. Oltre a questi recettori toll-like che sono quindi ancorati ad una superficie ne esistono anche altri che sono solubili nel citoplasma uno di questi è il fattore RIG-1, cosa fa questo fattore? Sa riconoscere anche lui RNA bicatenario però anche RNA 5' trifosfato, ossia RNA privi di cap; quindi riconosce nella cellula infettata dal virus dell'influenza degli RNA strani, anche qui parte un segnale in grado di arrivare alla produzione di interferon praticamente è una diversa via di attivazione dell'interferon in cui il punto di partenza è rappresentato da una molecola solubile nel citoplasma. A
ltro pericolo che diciamo ho bloccato la PKR, ho bloccato la ribonucleasi, però c'è anche qualche altra cosa che deve essere bloccata più di tutto ed ecco che la NS1 inibisce questa proteina stoppando anche questa seconda strada dell'attivazione dell'interferon. E' anche in grado di attivare la fosforilazione di una chinasi che è la P13K che porta all'inibizione della caspasi 9. Sapete che gli enzimi caspasi sono quelli che intervengono nella via metabolica dell'apoptosi, la cellula fiuta, si accorge che c'è un infezione in atto dice "la cosa migliore che posso fare è morire" però il virus dice se la cellula muore “muoio anche io”, ed ecco che mette uno stop all'attività di questa caspasi grazie all'intervento della NS1 e dice "la cellula deve sopravvivere mi serve tutto il suo macchinario per produrre particelle virali poi se va a morte a me non mi importa niente". Ma non finisce qui è astutissima questa proteina NS1 del virus dell'influenza; è stato scoperto e queste sono recenti scoperte che sicuramente meritano come dire ulteriore studio, previene la maturazione delle cellule dendritiche.
Anche se velocemente la settimana scorsa, nella scorsa lezione abbiamo visto il ruolo determinante di queste cellule immunitarie di portare l'informazione a livello dei linfonodi su quale tipo di infezione è in atto. L'NS1 previene la maturazione di queste cellule e rallenta la possibilità che un' infezione che è combattuta dalle difese innate informi il sistema immunocompetente di tipo adattativo che un infezione è in atto. Altra arma di difesa, anche questa è una recente scoperta degli ultimi anni, vi dicevo all'inizio di questa lezione che PB1 è il segmento che porta alla sintesi della subunità PB1 dell'RNA polimerasi RNA dipendente può essere letto secondo due diversi schemi di lettura che portano alla sintesi di PB1 ma anche della proteina PB1F2, sembra svolgere un ruolo importante nella patogenicità del virus dell'influenza, non tutti i sierotipi sono dotati di questa undicesima proteina influenzale e gli studi sin ora realizzati che scoperte hanno comportato? Questa proteina sarebbe in grado di provocare apoptosi nelle cellule immunitarie che rispondono all'influenza, quindi mette in atto tantissime difese.
Però non abbiamo ancora esaminato la sua difesa più potente che è legata all'enorme variabilità a cui va incontro il virus dell'influenza. Mi pare di avervi già detto che l'RNA polimerasi RNA dipendente sono enzimi estremamente inaccurati, ogni 103 -106 basi aggiunte fanno un errore e questa inacuratezza di funzionamento si percuote ovviamente sulla formazione di proteine con caratteristiche sempre nuove e particolarmente gravi da un punto di vista epidemiologico, sono quelle mutazioni che si riflettono nelle due glicoproteine di superficie emoagglutinina e neuroaminidasi.
Vediamo di esaminare un po' meglio come vanno le cose: qui abbiamo un virus influenzale che ha infettato una persona che ha anticorpi specifici contro la sua emoagglutinina, questi anticorpi si legano all'emoagglutinina e impediscono a questo virus di attaccarsi all'acido sialico della cellula ospite.
Il virus è neutralizzato è bloccato il primo momento del ciclo replicativo. Quando una persona si trova esposta per la prima volta ad un infezione da parte di un virus influenzale, la principale arma di difesa del sistema immunocompetente è rappresentata dal linfociti T citotossici che riconoscono le cellule infettate e le uccidono e arginano la produzione di nuove particelle virali. Si innesca una risposta immunitaria umorale che come abbiamo visto da origine alle cellule memoria, queste cellule memoria ad un successivo incontro con un medesimo antigene sono immediatamente pronte, non hanno bisogno di attivazione, a produrre anticorpi specifici nei riguardi di quel virus. Quindi la difesa umorale è quella che svolge il ruolo principale quando una persona è esposta a successive infezioni da parte del virus dell'influenza. È importante anche dire che l'influenza stabilisce infezioni acute che non sono in grado né di cronicizzare né di diventare latenti. L'immunità conseguente all'infezione influenzale è dovuta alla produzione di anticorpi di tipo A che sapete essere le immunoglobuline presenti nelle mucose che vengono secreti sulla superficie delle mucose respiratorie e tra gli anticorpi influenzali prodotti dall'organismo hanno valore protettivo quelli diretti contro gli antigeni di superficie neuroaminidasi ed emoagglutinina.
Cosa succede con un infezione estremamente diffusa? Che quindi ci saranno moltissimi anticorpi prodotti nei riguardi di questo virus che costituiscono una pressione di selezione per la proliferazione di nuovi virus meno facilmente neutralizzabili, cosa vuol dire questo? Il punto di partenza è un enzima estremamente inaccurato, qui vediamo un'attività enzimatica che copia il segmento che porta alla sintesi dell'emoagglutinina, sbaglia, come è ovvio è facilitato dall'enorme frequenza, e si introduce nel messaggero una mutazione che effetti può avere questa mutazione? Può rimanere silente, può succedere che è stato cambiato un amminoacido però non modifica l'infettività nessuna ripercussione sull'antigenicità rimane così senza nessun effetto. Può portare ad una mutazione letale con morte del virus, ma può anche verificarsi il caso che questa mutazione sia favorevole, infezione molto diffusa moltissimi anticorpi prodotti.
Si viene a formare una variante, con questa mutazione favorevole, che ha acquisito un emoagglutinina tale che non è riconosciuta da anticorpi precedentemente formati, ecco che si viene a creare una situazione in cui questa variante può prendere il sopravvento e questa è la causa delle epidemie di influenza che tutti gli anni proprio a partire da questi mesi dell'anno si registrano.
A che cosa sono legate le epidemie aviarie? Sono legate a quello che chiamiamo deriva antigenica, la RNA polimerasi RNA dipendente è un enzima estremamente inaccurato, si possono creare delle mutazioni, mutazioni favorevoli, che fanno si che si venga a formare un virus che presenti sulla sua superficie delle nuove glicoproteine che non sono riconosciute da anticorpi precedentemente formati; è un virus nuovo che il sistema immunocompetente deve ricominciare tutto da capo per montare la propria difesa immunitaria, questo è il punto di partenza di una epidemia.
Voi sapete che il virus dell'influenza non dà soltanto epidemie dà anche disgraziatamente, con intervalli di tempi più lunghi, si manifesta, si creano dei virus completamente nuovi che trovano la popolazione di tutto il mondo sprovvista di difese immunitarie; sono virus che in altre parole trovano la strada aperta per infettare tutti. Ma come è che si generano queste pandemie?
Come si sono generate le epidemie di Spagnola, Asiatica e Hong Kong?
Nel ‘900 abbiamo avuto tre grandi pandemie di influenza, la peggiore è stata sicuramente, ne avete sentito parlare, la pandemia influenzale in concomitanza della prima guerra mondiale la Spagnola del 1918 pensate che si contano 20 milioni di morti in tutto il mondo. Era un virus con una patogenicità estremamente aggressiva e diciamo l'effetto è stato devastante e si dice che più morti dell'influenza del 1918 siano stati fatti soltanto nel 14° secolo quando girava la peste nera. Ma non è stata questa l'unica pandemia del ‘900, ce ne sono state anche altre due, una nel 1956 che è l'Asiatica e poi la Hong Kong del 1968.
Ma come è che si formano, com' è saltato fuori all'improvviso nel 1918 un virus influenzale tutto nuovo che va ad ammazzare così tante persone e soprattutto trova la strada aperta per infettare popolazioni in tutto il mondo? La stessa cosa nel ‘57 e nel ‘68; il motivo è che il virus dell'influenza A ma non il virus dell'influenza B e C hanno uno spettro d'ospite estremamente ampio, abbiamo il virus degli uccelli, sia uccelli selvatici che uccelli domestici come polli, oche, anatre poi vedremo come può infettare oltre che l'uomo anche altri mammiferi e questo apre la porta, essendo un virus che ha un genoma segmentato in tanti pezzi, che due virus diversi vadano ad infettare la stessa cellula e si abbia rimescolamento con formazione di nuove particelle di virus influenzale.
Si riteneva che il virus dell'aviaria, che trova i recettori nelle cellule dell'intestino e viene eliminato con le feci nell'uomo è un virus che si localizza a livello dell'epitelio respiratorio e viene eliminato per tanto attraverso questa strada. Virus aviari e virus umani hanno dei recettori che possono essere entrambi riconosciuti dal maiale, quindi il maiale è ritenuto l'animale ideale nel quale virus aviari e virus di origine umana possono rimescolarsi tra di loro per dare origine a delle nuove varianti. Si riteneva che tutte e tre le pandemie che hanno caratterizzato il ‘900 fossero organizzate in questa maniera, probabilmente nel maiale virus aviari e virus di specie diverse rimescolati danno origine a un nuovo virus, molto recentemente è stato visto che questo è vero per la pandemia Asiatica del ‘57 e per la pandemia Hong Kong del ‘68 ma non è vero per l'influenza Spagnola del 1918.
In questo caso che cosa si è avuto? Si è avuto un passaggio diretto di virus aviari all'uomo, quindi non un cambiamento antigenico legato al rimescolamento ma il virus aviario ha accumulato mutazioni finché queste mutazioni hanno fatto si che si è creato un virus in grado non soltanto di infettare l'uomo ma una volta che ha infettato l'uomo può anche essere, cosa fondamentale, trasmissibile da uomo a uomo.
Perché è importante studiare questi virus?
La cosa curiosa è che hanno trovato sia come dire frammenti in paraffina che è il canale di un morto che è stato conservato sotto ghiaccio nella zona polare, sono riusciti i ricercatori a risuscitare il virus del 1918. Questo è stato molto importante, ed è stato fatto analizzando le sequenze consenso di questo virus così resuscitato confrontandole con quelle dei virus aviari, si è visto che pochissime mutazioni in tutto sono 10 differenze; addirittura nel segmento che codifica l'emoagglutinina c'è una sola mutazione che ha giustificato la capacità di questi virus aviari, che cos'è? Un cambio di specie, anche qui è una mutazione vantaggiosa per il virus, si trova la popolazione di tutto il modo da infettare e si assicura diciamo il processo evolutivo veramente lunghissimo. Vi stavo dicendo hanno ricostruito questo virus e qual è l'importanza degli studi che stanno facendo? Mischiando i segmenti di questo virus così altamente patogeno con specie non patogene, si può giocare mischiando varie combinazioni di segmenti, per individuare che cosa è che rende il virus influenzale così patogeno; quindi studi fondamentali per la patogenicità di questo virus. Quando c'è una mutazione insorge una nuova variante vi ho detto che si parla di deriva antigenica, questo invece riguarda il ‘18, nel ‘57 e nel ‘68 invece si ha avuto rimescolamento tra virus di specie diversa, lo vediamo qua che emoagglutinina e che neuroaminidasi sono presenti nella spagnola del ‘18? È un virus H1N1, ciò significa che ha alla sua superficie una emoagglutinina di tipo 1 e una neuroaminidasi di tipo1, circola e fa il disastro che ha combinato, finchè nel corso degli anni perde anche la sua virulenza verosimilmente per l'acquisizione di muove mutazioni, ed ecco che nel 1957 improvvisamente fa la sua comparsa un virus completamente diverso H2N2 com'è saltato fuori questo virus H2N2? Ancora una volta una pandemia, l'emoagglutinina e la neuroaminidasi di derivazione aviaria si sono inseriti nel virus H1N1 si viene a formare una nuova particella virale con una emoagglutinina e una neuroaminidasi che essendo di derivazione aviaria trovano la popolazione umana totalmente sprovvista di anticorpi.
Questo virus circola H2N2 fino al 1968 quando ancora una volta un rimescolamento tra questo virus H2N2, quindi virus umano ed un altro virus aviario, portano alla comparsa di una nuova emoagglutinina, perché questa volta è conservata la neuroaminidasi e cambia solo la emoagglutinina, è la glicoproteina nei riguardi della quale è più importante la risposta anticorpale, abbiamo detto prima che blocca l'attacco del virus alla cellula ospite e quindi se non ci sono anticorpi in grado di interagire con questo il virus ha la strada aperta per il proprio ciclo replicativo.
Questo virus H2N2 è ancora in circolazione sicuramente ricorderete l'allarme del 2009 quando tutti i giorni al telegiornale, accendendo la radio era la prima cosa che si sentiva, che ha un origine veramente curiosa, “allarme allarme una nuova pandemia” in realtà era impossibile perché il virus che si era formato era un virus H1N1 quindi un virus che poteva ricordare la spagnola del 1918 ma oramai la stragrande parte della popolazione non aveva più anticorpi nei riguardi di quel virus, come pure è estremamente curioso, senza entrare troppo nei dettagli, come si è formato? Stiamo parlando dell' H1N1 umano del 2009, si sono da prima ricombinati un virus dell'influenza suina classica, con il virus umano H3N2 che è quello attualmente in circolazione e un virus di origine aviaria dando luogo alla formazione di questo virus H3N2 che ha circolato nel Nord America. In seguito a questo triplice rimescolamento si forma questo virus, sono quelli colorati in rosso, una emoagglutinina e una neuroaminidasi di ibridazione umana, per adesso non c'è nessun pericolo è virus che trova una buona difesa anticorpale nella popolazione. Questo virus si rimescola ancora una volta con il virus suino classico ed ecco che i segmenti di derivazione umana ne comincia a perdere uno, in seguito a questo rimescolamento l'emoagglutinina , che qui era di derivazione umana, viene sostituita da un segmento che origina dai maiali, ma non si è fermato qui quindi che cosa è rimasto di umano? La neuroaminidasi e PB1, si rimescola con questo altro virus dei maiali euro-asiatici e questo rimescolamento comporta che la neuroaminidasi venga sostituita dal segmento che originano i maiali. Scompaiono quindi in questo virus di nuova formazione il segmento di origine umana rimane soltanto quello responsabile della sintesi di PB1, la neuroaminidasi e la emoagglutinina sono state, con tutti questi passaggi, sostituite da segmenti che hanno origine nel maiale. Grande pericolo perché? Perché uno dice mamma mia questo ha un H1N1 completamente nuovi, però diciamo rispetto alle campagne di vaccinazione, della stragrande inutilità di fare scorte in tutti i paesi di farmaci antivirali questo virus si è dimostrato un virus benigno. Però attenti benigno fino ad adesso, quello che è importante anziché fare tanto allarmismo qual è il compito dell'organizzazione mondiale della sanità? È un continuo monitoraggio per poter seguire come il virus che ha un ritmo evolutivo estremamente rapido e sempre legato alla RNA polimerasi è seguire e studiare i nuovi virus che vengono.
Altra cosa molto importante è, adesso che abbiamo la possibilità di clonare e studiare virus che hanno circolato in passato, cercare di capire a che cosa è legata, perché ci sono stati 20 milioni di morti a seguito dell'infezione dell'influenza Spagnola? Perché era un virus estremamente virulento e causa soprattutto di morte era la polmonite; si credeva che fosse l'impianto di batteri a determinare polmonite come pure siamo in era pre-antibiotica con poche armi di difesa. Oggi sappiamo dalle informazioni sin ora raccolte che responsabile della polmonite è il virus e sono stati identificati come fattori di patogenicità l'emoagglutinina e la RNA polimerasi RNA dipendente, quindi l'importanza di studiarli di avere sulla carta la possibilità di verificare la potenziale patogenicità di un virus. Non sappiamo quale sarà il prossimo lo stesso vale per il virus in circolazione aviario H5N1, pochi casi perché scatta la capacità di questo virus, infetta gli uomini a contatto con gli animali come si verifica in ambiente asiatico ma non ha la capacità per fortuna una volta che ha infettato l'uomo la trasmissione interumana se no sarebbe stata un'altra pandemia ancora di origine diversa.
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Dettagli appunto:
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Autore:
Simone Pisu
[Visita la sua tesi: "Caratterizzazione molecolare ed eterogenicità delle varianti emoglobiniche in Sardegna"]
- Università: Università degli Studi di Cagliari
- Facoltà: Biologia
- Corso: Biologia Cellulare e Molecolare
- Esame: Virologia molecolare
- Docente: Prof. Marongiu
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