Gli scienziati scoprono un nuovo strumento promettente per combattere una classe di virus

Gli scienziati del Morgridge Institute for Research hanno scoperto un nuovo promettente obiettivo per combattere una classe di virus responsabili di minacce alla salute come Zika, poliomielite, dengue, SARS ed epatite C.

Masaki Nishikiori, ricercatrice del gruppo virologia del Morgridge Institute guidato da Paul Ahlquist, investigatore di Morgridge e professore di oncologia e virologia molecolare presso l’Università del Wisconsin-Madison, ha mostrato per la prima volta che, replicando i loro genomi, i virus creano pori all’interno delle parti della cella che normalmente sono murate. Questo processo di “punzonatura attraverso pareti cellulari” consente al virus di operare attraverso diverse parti della cellula per attivare e regolare la sua replicazione.

Questa potrebbe essere una grande notizia nella ricerca per sviluppare antivirali ad ampio spettro, che sono vaccini o farmaci che colpiscono intere famiglie di virus. Esistono centinaia di virus che minacciano la salute umana, ma oggi l’unico modo per combatterli è prendere di mira ogni singolo ceppo, piuttosto che trovare una debolezza comune.

Lo studio, pubblicato il24 gennaio sulla rivista Science Advances , esamina una classe nota come virus a RNA a filamento positivo, che costituisce un terzo di tutti i virus noti (compreso il raffreddore comune). Sembra che questo meccanismo di creazione di pori potrebbe essere comune a molti membri di questa famiglia di virus.

“Un aspetto eccitante di questi risultati è che i pori di diversi tipi nelle membrane sono molto importanti per diversi processi biologici e ci sono farmaci stabiliti che interferiscono con loro”, dice Nishikiori. “Ora riconosciamo che questo virus, basato su caratteristiche conservate, probabilmente la maggior parte dei virus di questa classe, dipende da tipi simili di pori da replicare: questo è un obiettivo che sappiamo come interferire”.

Gli attuali farmaci anti-poro, definiti anche bloccanti dei canali, sono usati nel trattamento dell’ipertensione, di alcuni disturbi neurologici o psichiatrici, tra cui il morbo di Alzheimer e altre malattie.

Nishikiori ha utilizzato approcci genetici biochimici e molecolari per rivelare la capacità del virus di creare e impiegare i pori in una membrana cellulare. Ha utilizzato un modello avanzato di bromovirus che ha consentito la replicazione del virus nelle cellule di lievito, che ha fornito un sistema altamente controllabile per modificare e valutare i contributi dei virus e delle cellule ospiti.

Per diffondersi in tutto il corpo, i virus dirottano le normali strutture e funzioni cellulari per raggiungere i propri fini. Questa classe di virus, ad esempio, fissa sempre il suo processo di replicazione del genoma alle superfici della membrana dei sottocomparti o degli organelli cellulari (in questo caso, il reticolo endoplasmatico). Si era capito che questo processo avveniva solo su un lato della membrana, al di fuori dell’organo.

Questo studio rivela che la visione convenzionale è incompleta. Nishikiori ha scoperto che un enzima chiamato ERO1, che risiede esclusivamente all’interno dell’organo, sul lato opposto della membrana, è cruciale per promuovere il processo di replicazione virale. Riduci ERO1 e la replicazione virale scende, e viceversa, dice Nishikiori.

La sorpresa è stata: in che modo un enzima che è stato isolato dal virus da una barriera a membrana solida attiva la crescita virale? Questo è stato il loro primo indizio che qualcosa deve superare la membrana. Se combinato con altri approfondimenti, il team ha scoperto che una proteina virale chiave costruisce un poro o una pipeline attraverso la membrana, consentendo a ERO1 di influenzare la replicazione virale dall’altra parte.

Nishikiori precedentemente ha scoperto che le proteine ​​che creano questi pori diventano fortemente legate tra loro da un particolare tipo di legame chimico, chiamato legame disolfuro. Tuttavia, questi legami possono essere creati solo in un ambiente ossidato. Questo spiega almeno uno scopo dietro i pori, dice Nishikiori. Consentono il rilascio del potere ossidante nel citoplasma normalmente non ossidato per formare i legami disolfuro. “Quando la proteina virale crea questo poro, permette agli ossidanti generati da ERO1 di filtrare dall’interno dell’organello nel citoplasma e creare un pennacchio di potere ossidante”.

Ahlquist ipotizza che il virus possa utilizzare questi forti collegamenti per mantenere intatto l’apparato di replicazione del genoma virale. Basandosi su altre scoperte recenti, afferma che i complessi di replicazione virale all’interno delle cellule sono sottoposti a una pressione significativa e al rischio di interruzione prima che la replicazione sia completa. I legami forti potrebbero essere simili alla gabbia metallica che tiene il tappo in posizione su una bottiglia di champagne..

La ricerca di base sui meccanismi di replicazione virale è essenziale per la ricerca più ampia per trovare antivirali ad ampio spettro, uno dei sacri graal della virologia, afferma Ahlquist.

“Quando si applica una crema anti-batterica da banco al ginocchio graffiato di un bambino, funziona anche se non si conosce esattamente quale batterio si sta combattendo”, dice. “Non abbiamo nulla di simile per i virus, la maggior parte dei nostri vaccini antivirali e farmaci sono specifici per il virus. Abbiamo bisogno di nuovi approcci che mirino a caratteristiche virali ampiamente conservate per inibire simultaneamente molti virus”.

 Fonte: news-medical.net