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VIRUS
I virus sono piccoli agenti infettivi capaci di invadere le cellule per renderle come una sorta di catena di montaggio allo scopo di produrre altri virus, vengono anche chiamati parassiti endocellulari obbligati poiché non possono riprodursi al di fuori delle cellule stesse.
Un virus è costituito da particelle dette virioni , dal materiale genetico (DNA-RNA), da un rivestimento proteico del materiale stesso detto capside e spesso presenta un ulteriore involucro lipidico detto pericapside.
CICLO LITICO E LISOGENO DEI BATTERIOFAGI
Consideriamo i virus capaci di infettare batteri, detti batteriofagi o fagi. Essi presentano due cicli vitali specifici: ciclo litico per la produzione di nuovi virioni e ciclo lisogeno in cui il genoma virale resta latente nei batteri infetti. Questi due cicli si alternano in funzione dell’espressione di specifici geni virali.
Il ciclo litico è estremamente rapido e dura circa 30 minuti: a pochi minuti dall’ infezione delle cellule batteriche, queste esplodono causa lisi e rilascio di nuovi virioni. E’ costituito da 2 fasi:
Fase precoce : Il genoma virale contiene un promotore che viene riconosciuto dall’RNA polimerasi dell’ospite e nel giro dei primi 2 minuti dall’infezione vengono trascritti geni virali adiacenti al promotore virale, inibendo la sintesi proteica della cellula ospite. Nel giro di 3 minuti vengono digeriti i cromosomi ospiti e resi disponibili nuovi nucleotidi per la sintesi del genoma virale
Fase tardiva : vengono trascritti i geni virali che codificano le proteine del capside e gli enzimi che degradano la cellula ospite allo scopo di rilasciare i nuovi virioni. Tale fase avviene 9 minuti dopo l’ingresso nella cellula ospite e pochi minuti prima della comparsa della prima cellula fagica.
Nel ciclo lisogeno, il DNA virale si integra nel DNA ospite e diventa cosi un profago : quando la cellula ospite si divide, avviene anche la duplicazione del DNA virale. Il profago può restare inattivo nella cellula ospite anche per migliaia di generazioni. A seconda delle condizioni della cellula ospite, il profago può decidere di passare da ciclo litico a lisogeno o viceversa: ad esempio, se la cellula ospite è sotto stress, il profago si stacca e passa al ciclo litico; se invece la cellula ospite è in
fase di crescita e riproduzione, il profago resta nel ciclo lisogeno. La capacità di un virus di passare da una fase all’altra è regolata da specifiche proteine.
VIRUS ANIMALI
I virus che infettano le cellule eucariote sono distinti in virus a DNA e virus a RNA , a seconda del materiale genetico che possiedono. Penetrano le cellule ospiti mediante endocitosi , cioè il virus viene inglobato dalla cellula per poi liberarsi e attivarsi al suo interno oppure per fusione tra membrana cellulare ospite e pericapside.
Tra i virus a RNA, ricordiamo quello dell’influenza umana e della sindrome di immunodeficienza acquisita ( AIDS ).
Nel secondo caso, siamo in presenza di un retrovirus (HIV o virus dell’ immunodeficienza) poiché attivano una polimerasi particolare detta trascrittasi inversa per convertire il proprio filamento di RNA in un provirus a doppio filamento di DNA. Il provirus si integra nei cromosomi della cellula ospite e quindi nel genoma cellulare.
Quando questi si risveglia dalla fase di latenza, attiva il ciclo litico: la RNA polimerasi trascrive i geni virali, a partire dal promotore del virus, generando un trascritto primario lungo quanto il genoma. Il trascritto subisce fenomeno di splicing allo scopo di produrre RNA messaggero maturo per due specifiche proteine: Tat , che aumenta l’efficienza di trascrizione e Rev , che regola la cascata trascrizionale del virus. Viene prodotto anche RNA messaggero contenenti introni per la sintesi proteica e di nuovo genoma virale. Dato che i controlli cellulari impediscono l’uscita di filamenti di introni dal nucleo al citoplasma, entra in gioco la proteina Rev che legandosi al promotore virale riesce a mascherare le giunzioni di splicing e si lega alle proteine di trasporto adibite al trasferimento di RNA maturo.
AIDS: SINTOMATOLOGIA
HIV è un retrovirus che genera infezioni croniche scarsamente sensibili alla risposta immunitaria dell’organismo colpito che evolvono lentamente e progressivamente fino alla morte. Le cellule virali replicandosi, inibiscono l’azione delle glicoproteine presenti sui linfociti (costituiscono il 20% dei leucociti o globuli bianchi) che hanno la funzione fondamentale di modulare le risposte immunitarie delle cellule a seconda dei microrganismi patogeni presenti e che vengono distrutte. L’organismo riesce
statunitense. A posteriori, alcuni decessi anomali di quel periodo possono essere considerati i primi casi ufficiosi di AIDS.
Il primo caso riconosciuto di AIDS fu riscontrato nel 1981 quando il CDC di Atlanta studiò dei sospetti casi di polmonite e del sarcoma di Karposi , un raro tumore della pelle, in 5 persone omosessuali di Los Angeles. Inizialmente si pensava ad una malattia tipica delle comunità gay, haitiane ed eroinomani e per tale motivo venne erroneamente associata ad uno stile di vita trasgressivo con conseguente crescente fobia e discriminazione di queste comunità nell’opinione pubblica.
Nel 1982 ci furono casi di AIDS riscontrate in persone emofiliache e in un bambino appena nato, e si arrivò alla conclusione che lo spettro d’azione del virus fosse molto più ampio.
Si generò una vera e propria pandemia, e il virus si diffuse rapidamente in tutto il mondo grazie anche ai voli continentali. Soltanto in America ci furono oltre 20 mila casi accertati nel giro di 3 anni dalla prima scoperta e spesso con il 100% di mortalità.
Fu il direttore del centro biologico di ricerca tumori del Maryland, Robert Gallo, a scoprire l’origine virale della malattia grazie a un ceppo scoperto durante una ricerca sulla leucemia.
Molti i casi accertati anche tra personaggi famosi: Freddy Mercury, frontman dei Queen, e il famoso ballerino Rudolf Nuriev. O di atleti come Magic Johnson che a distanza di 25 anni è ancora in vita. In media un malato di AIDS muore dopo i 10 anni dall’infezione. Vi sono casi accertati di persone in vita oltre i 30 anni.
Nel 1987 fu sviluppato il primo farmaco contro l’HIV ossia l’ AZT o azidotimidina , un inibitore dell’enzima della trascrittasi inversa virale. Il virus, però, sviluppò subito dei ceppi resistenti al farmaco, che inoltre presentava pesanti effetti tossici a livello epatico e scompensi cardiaci. Col tempo sono stati creati inibitori più efficienti e con minori effetti collaterali quali Nevirapina e Ritonavir, che a partire dalla metà degli anni ’90 hanno contribuito a ridurre drasticamente i casi di mortalità per AIDS. Tuttavia, tali farmaci sono estremamente costosi e quindi difficilmente reperibili soprattutto per i paesi in via di sviluppo del continente africano, il Sudafrica, ad esempio, è una delle zone più colpite dalla pandemia da AIDS. La combinazione di 3 vecchi farmaci in un’unica compressa costa attualmente 100 dollari a persona all’ anno, ma per i farmaci di nuova generazione si arriva anche oltre i 1200 dollari all’ anno per persona.
Si stima attualmente che nel mondo ci sono oltre 40 milioni di sieropositivi all’HIV e di cui circa la metà in Africa, e soltanto 8 milioni di queste persone infette è in grado di reperire tali farmaci. Ogni anno ci sono almeno 3 milioni di nuovi casi di infezione e 2 milioni di decessi dovuti alla malattia.
I nuovi farmaci hanno comunque ridotto del 60% il rischio di nuove infezioni, dimezzando la mortalità: soprattutto i casi di infezione verticale madre-figlio. I rapporti sessuali non protetti restano la causa principale di infezione del virus.
Gli enormi progressi in campo medico e la diffusione della malattia nei paesi sottosviluppati hanno portato ad una diversa percezione del problema: dal punto di vista mediatico chi si ammala di AIDS attualmente sembra una novità o un caso unico e questo si riflette su scarse campagne informative di prevenzione soprattutto tra i giovani.
L’OMS sta sperimentando un vaccino efficace per l’HIV da ottenere definitivamente entro il 2030, grazie ad uno studio di ricerca che da qualche anno si sta svolgendo in Sudafrica su oltre 5000 pazienti e che ha ripreso una vecchia ricerca del 2009 in Thailandia dove è stato sintetizzato un vaccino estremamente efficace nel primo anno di cura, ma con effetti ridotti drasticamente negli anni successivi.
Vi è anche un caso accertato di malato di HIV curato grazie al trapianto di midollo osseo a Berlino.
BATTERI
Le cellule batteriche sono prive di nucleo e contengono un unico cromosoma circolare e spesso sono presenti cromosomi più piccoli detti plasmidi , contenenti il materiale genetico.
I plasmidi contengono circa 12 geni e si duplicano in maniera sincronizzata con il cromosoma principale. Questi geni si distinguono in 3 categorie:
A) Operoni specializzati in grado di metabolizzare complessi composti organici B) Geni per la resistenza agli antibiotici o plasmidi R sviluppati inizialmente per contrastare le muffe, predatori naturali dei batteri C) Geni per la coniugazione o plasmidi F che codificano le proteine e permettono la trasmissione genica tra cellule batteriche
