Io sono leggenda.I virus: da minaccia letale ad alleati insostituibili

I VIRUS NEMICI SILENZIOSI

Virus rappresentano un’entità biologica con caratteristiche di endoparassiti obbligati, in quanto si replicano sfruttando l’apparato replicativo delle cellule di altri organismi. Il primo a scoprire e catalogare queste entità biologiche, all’epoca del tutto nuove, fu Martinus Beijerinck che, nel 1898, scoprì il virus del mosaico del tabacco. Questa scoperta diede il via alla comprensione e alla catalogazione dei vari tipi di virus che si differenziano tra loro in base al tipo di materiale genetico che contengono(DNA o RNA a doppia o a singola elica) e alle strategie replicative (classificazione di Baltimore). Una volta che un virus si è legato al suo specifico recettore posto sulla membrana della sua cellula bersaglio(adsorbimento) dopo esservi entrato, il materiale genetico virale ha come scopo quello di utilizzare gli enzimi della cellula per duplicare il proprio genoma  ed esprimere i propri geni. Duplicato il genoma ed espressi i geni virali,le proteine virali, che formano il capside (involucro proteico che avvolge il genoma del virus), si assembleranno formando dei capsidi vuoti dove entrerà il genoma. A questo punto le nuove particelle virali dovranno essere rilasciate o attraverso la lisi cellulare o attraverso il passaggio cellula-cellula(ciclo litico). Oppure hanno la capacità di integrarsi nel genoma dell’ospite in una forma quiescente per poi provocare la lisi cellulare e diffondere le nuove particelle virali una volta raggiunte certe condizioni ambientali (ciclo lisogeno).

DA ACERRIMI NEMICI A RISORSE IMPRESCINDIBILI

Fino a tempi non molto remoti, i virus erano considerati esclusivamente dei potenti e pericolosi agenti patogeni , le cui strategie infettanti dipendevano quasi esclusivamente dal tipo di virus, dalla cellula bersaglio e dalle interazioni instauratesi tra loro. Le principali vie d’accesso dell’infezione virale possono essere svariate:quella congiuntiva,via respiratoria, via alimentare,lesioni della cute e delle mucose, siringhe, allattamento al seno.Una volta che il virus è entrato nell’ospite s’impianta l’infezione che può avere una disseminazione locale infettando le cellule della zona d’ingresso, oppure l’infezione può diffondere attraverso varie vie (sistema ematico,torrente circolatorio,sistema nervoso) ad altri organi bersaglio dove si replicherà e darà danni, lesioni e una malattia,facendo in modo di attivare le difese immunitarie dell’ospite. Importante è capire che l’obiettivo del virus non è quello di uccidere l’ospite, infatti i virus che uccidono l’ospite sono destinati a estinguersi: il virus deve replicarsi nell’ospite, riprodursi ed essere trasmesso ad un altro ospite.

Fin qui queste entità biologiche sono state descritte come dei mostri che van tenuti alla maggior distanza possibile.Nel film Io sono Leggenda con Will Smith un virus é stato in grado di sterminare la quasi totalità della razza umana senza che nessuno sia stato in grado di trovare una cura adeguata. Da questo ruolo di minaccia letale oggi i virus rappresentano i nostri alleati più efficaci nella lotta alle malattie genetiche. I virus sono risultati di fondamentale importanza nel comprendere i meccanismi della biologia cellulare e molecolare in quanto rappresentano dei sistemi semplici e facilmente riproducibili che possono essere utilizzati per manipolare e analizzare le funzioni delle cellule (hanno aiutato a comprendere i meccanismi di base della genetica molecolare, come la replicazione del DNA, la trascrizione, l’elaborazione dell’RNA, la traduzione,l’immunologia e il trasporto di membrana). Oggi il loro utilizzo più interessante è quello di veicolatori di informazioni biologiche attraverso colture cellulari per lo studio di sistemi biologici e nuove strategie di terapia genica.

I VETTORI VIRALI

Per trasferire il transgene (gene non appartenente al patrimonio genetico della cellula bersaglio) nella cellula bersaglio è necessario disporre di un sistema in grado di veicolarvi all’interno il DNA, cioè un vettore. Molto spesso il vettore scelto è un vettore virale il cui funzionamento è basato sull’utilizzo di virus opportunamente modificati in modo tale da poter veicolare il loro genoma all’interno delle cellule bersaglio, senza dare malattia. A differenza dei virus, infatti, i vettori da essi derivati non sono in grado di portare a termine un’infezione produttiva: in seguito all’introduzione del materiale genetico (trasduzione) non avviene la replicazione e la propagazione del vettore.

Esempio di Terapia Genica in pazienti affetti da β-talassemia

Il costrutto di un vettore virale prevede la delezione parziale o totale di alcuni geni virali solitamente responsabili dell’attività patologica o di attività accessorie, quindi non indispensabili per l’inserimento del transgene nella cellula. L’eliminazione di parti del genoma virale originale consente anche di avere maggior spazio a disposizione per inserire la cosiddetta “cassetta di espressione” (contenente il transgene e possibilmente un promotore che guidi la sua espressione).Non esiste un vettore ideale adatto per ogni situazione, ma ognuno di essi è caratterizzato da vantaggi e svantaggi da prendere in considerazione di volta in volta, in relazione alle caratteristiche della patologia da trattare.Possiamo dire che il maggior utilizzo di tali vettori è quello coinvolto nello sviluppo di terapie geniche che hanno come obiettivo quello di correggere difetti genetici in pazienti malati attraverso l’inserimento del gene funzionante correttamente utilizzando appunto questi vettori virali.

Michele Sornatale

 

 

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