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VIRUS E CORONAVIRUS: COSA C’É DA SAPERE SU SARS-COV-2

Parte 1


Cari lettori,

la situazione che stiamo vivendo, ci porta ad essere continuamente in allerta e talvolta in angoscia.

La paura può prendere il sopravvento e può portarci spesso ad agire nel modo sbagliato, viceversa chi di paura non ne ha per niente, vive in modo superficiale e anche questo è sbagliato.

Seguire le regole è fondamentale non solo per salvaguardare noi stessi, ma anche tutte le persone che ci circondano.

L’argomento di oggi nasce dalla volontà di fare informazione in un periodo in cui di confusione ce ne è tanta. Per poter agire nel modo giusto e per poter fare le giuste scelte le persone hanno bisogno di giuste informazioni.

Non affidatevi quindi a notizie false che ancora oggi continuano a circolare, queste non fanno altro che aumentare ed enfatizzare una situazione di panico in modo ingiustificato.

Affidatevi sempre a siti ufficiali per l’acquisizione di corrette informazioni.

Ho deciso di condividere con voi le informazioni che ho acquisito in merito all’agente che ha causato l’epidemia che ci ha messi in ginocchio.

Prima di iniziare a parlare dei coronavirus e in particolar modo della SARS-COV-2, facciamo un passo indietro e iniziamo a capire con questo articolo quando sono nati i virus, come sono fatti e come agiscono.

Sono certa che vi sarà utile per comprendere meglio l’articolo che seguirà sul Coronavirus e sulla SARS-COV-2.



LE ORIGINI

QUANDO SONO STATI SCOPERTI I VIRUS

Fig.1 Mosaico del tabacco

Verso la fine del 1800, i botanici stavano cercando la causa del mosaico del tabacco, una malattia in grado di arrestare la crescita della pianta di tabacco e di conferire alle foglie un aspetto punteggiato a mosaico.

Essi scoprirono che la malattia poteva essere trasmessa alle piante sane semplicemente imbrattando le loro foglie con un estratto di piante infette. Nel 1892, Dimitrii Iavanowsky, un botanico russo, dimostrò che l’estratto risultava infetto anche dopo essere passato in filtri che riuscivano a trattenere i batteri.

Avevano a che fare quindi con qualcosa di più piccolo…


Fig.2 Martinus Beijerinck

Qualche anno dopo, il lavoro di Dimitri, venne approfondito da Martinus Beijerinck, un microbiologo olandese. Apparentemente ignaro del lavoro di Iavanowsky, egli fornì indipendentemente una prova che l’agente che causava il mosaico del tabacco, possedeva molte delle caratteristiche degli esseri viventi.

Egli ipotizzo che questo agente infettivo potesse riprodursi solo all’interno di una cellula vivente e lo denominò virus (parola che in Latino significa “veleno”).


All’inizio del XX secolo gli scienziati scoprirono degli agenti infettivi perfettamente in grado di causare malattie negli animali o di uccidere i batteri. Proprio come gli agenti del mosaico del tabacco, questi patogeni passavano attraverso i filtri che trattenevano i batteri allora conosciuti, ed erano così piccoli da non essere riconoscibili al microscopio ottico.

Curiosamente, essi non potevano crescere in una cultura in laboratorio in assenza di cellule vive.

Sir Peter Medawar, che ricevette il premio Nobel per la medicina nel 1960, definì un virus come “un pezzo di cattive notizie avvolto in proteine”.


DA DOVE VENGONO

La loro origine non è ancora molto chiara. L’ipotesi corrente ritiene che i virus siano, con ogni probabilità, dei frammenti di acido nucleico “fuggiti” da un organismo cellulare. Questi frammenti potrebbero essersi spostati da una cellula ad un’altra attraverso membrane cellulari danneggiate.

In accordo con questa tesi, alcuni virus potrebbero essersi originati da cellule animali, altri da cellule vegetali, altri ancora da cellule batteriche.

Un’altra ipotesi suggerisce che i virus siano comparsi precocemente durante la storia della vita.


COME SONO FATTI

STRUTTURA DI UN VIRUS

Un virus è una piccola particella infettiva composta da un core costituito da un acido nucleico (il suo materiale genetico) circondato da un rivestimento proteico detto capside (la sua formazione avviene per autoassemblaggio) che funge da protezione da agenti chimici, fisici ed enzimatici. L’insieme del capside e del genoma in esso contenuto viene definito nucleocapside.

In alcuni virus il capside è circondato a sua volta da una membrana lipoproteica detta involucro (o pericapside). Normalmente questi tipi di virus acquisiscono l’involucro, che è parte della membrana della cellula ospite, nel momento in cui lasciano la cellula.


Fig.3 Struttura generale di un virus

Sulla superficie dell’involucro sono presenti delle strutture glicoproteiche dette antirecettori, essenziali per il riconoscimento dei recettori sulla cellula bersaglio.


Fig.4 Virus rivestito con spikes

Come già anticipato, i virus non hanno una struttura cellulare e non possono svolgere le loro attività in modo autonomo. Essi, infatti, non possiedono i componenti necessari per effettuare la respirazione cellulare e per sintetizzare proteine o altre molecole; possono riprodursi ma solo nell’ambiente delle cellule ospiti viventi che infettano. Infatti hanno sufficienti informazioni genetiche per costringere la cellula ospite a replicare il loro stesso acido nucleico e per prendersi il controllo dei meccanismi di traduzione e trascrizione della cellula cellula stessa.

Per questo motivo vengono definiti parassiti intracellulari obbligati.


UN VIRUS CONTIENE DNA O RNA?

Fino a poco tempo fa, si riteneva che, mentre tutti gli altri organismi possiedono sia il DNA che l’RNA, un virus contenesse o uno o l’altro, mai entrambi.

Tipicamente, infatti, i virus possono avere un solo tipo di acido nucleico DNA o RNA, che può essere a singolo o a doppio filamento, lineare o segmentato in diverse porzioni.

Tuttavia, in seguito al recente sequenziamento del genoma del Mimivirus, è stato scoperto che questo grande virus a DNA, possiede anche 6 RNA tranfer.

La tipologia di acido nucleico e se questo sia a singolo o doppio filamento è uno dei metodi di classificazione dei virus, i quali possono anche essere distinti in base alla loro forma, alla tipologia degli organismi che infettano, alla presenza o meno di un involucro e in base al loro metodo di trasmissione da un ospite all’altro.


Fig.5 Struttura di un virus nudo o rivestito a DNA o RNA

CHE FORMA HANNO?

La forma di un virus è determinata dall’organizzazione delle subunità proteiche, dette capsomeri, che costituiscono il capside. I capsidi virali sono generalmente di forma elicoidale, poliedrica o una combinazione di entrambe le forme.

I virus elicoidali, come quello del mosaico del tabacco, appaiono come lunghi bastoncelli o filamenti. Il loro capside è un cilindro cavo costituito da proteine che formano un solco dove si adatta l’RNA.

I virus poliedrici, come gli adenovirus (che sono la causa di numerose malattie dell’uomo, tra cui infezioni delle vie respiratorie), appaiono di forma sferica, ricordano la forma di un pallone da calcio. I capsomeri sono disposti a formare triangoli equilateri.

La struttura poliedrica più comune è l’icosaedro, una struttura con 20 facce identiche (ogni faccia è triangolare).

Fig.6 Struttura elicoidale e poliedrica a confronto
Fig.7 Struttura poliedrica ed elicoidale con rivestimento

La conformazione mista è quella dei batteriofagi (virus che infettano batteri); essi hanno una “testa” poliedrica e una “coda” elicoidale. Molti batteriofagi presentano delle fibre sulla coda che permettono l'aggancio alla cellula ospite.

Fig. 8 Struttura mista di un batteriofago

Fig.9 Strutture a confronto

MECCANISMO D’AZIONE

Il ciclo riproduttivo di un virus, inizia quando prende contatto con una cellula ospite.

Il virus normalmente si lega sulla superficie della cellula ospite. L’acido nucleico virale deve entrare nella cellula per effettuare la sintesi dei componenti necessari alla sua riproduzione.

Accade quindi che i componenti virali vengono assemblati e i virus vengono rilasciati dalla cellula, pronti ad invadere altre cellule.

I virus che attaccano i batteri possono avere due tipi di riproduzione: il ciclo litico (che prevede la distruzione della cellula ospite) e il ciclo lisogenico (in questo caso il genoma virale di solito si integra e viene replicato con il DNA dell’ospite batterico).



Fig.10 Ciclo litico e ciclo lisogenico

Centinaia di virus diversi infettano gli esseri umani e gli altri vertebrati. Le malattie che colpiscono l’uomo, causate da virus comprendono: la varicella, l’herpes simplex, la parotite, la rosolia, il morbillo, la rabbia, le verruche, la mononucleosi infettiva, l’influenza, l’epatite virale e l’AIDS (alcuni di questi sono rappresentati nella figura che segue).


Fig.11 Diverse tipologie di virus

Molti di noi contraggono circa dalle due alle sei infezioni virali all’anno, tra cui il raffreddore comune.

La maggior parte dei virus non può sopravvivere a lungo al di fuori di una cellula ospite e così la loro sopravvivenza dipende dal fatto che possano essere trasmessi da un ospite all’altro.

Tuttavia, la loro gamma di ospiti può essere molto limitata in quanto l’attacco ad una cellula ospite è molto specifico. Il tipo di proteine di aggancio presenti sulla superficie del virus, determina quale tipo di cellule può infettare. I siti recettoriali variano per ciascuna specie e, a volte, per ciascun tipo di tessuto. Così, la maggior parte dei virus umani, può infettare solo l’uomo perché le proteine d’aggancio si combinano solo con i siti recettoriali presenti sulla superficie delle cellule umane.

Il virus del morbillo e i poxvirus possono infettare molti tipi di tessuti, poiché le loro proteine d’attacco si combinano con i siti recettoriali di molti tipi cellulari. Al contrario, i poliovirus possono aderire solo a certi tipi di cellule per esempio quelle dell’apparato digerente ed i neuroni motori.

Ci sono virus come gli adenovirus, che hanno fibre che fuoriescono dal capside, si pensa, che servano proprio ad aiutare il virus ad aderire ai siti recettoriali complementari sulla superficie della cellula ospite.

Altri virus come quello dell’influenza presentano, sull’involucro lipoproteico, delle spine glicoproteiche che si proiettano verso l’esterno facilitandone l’aggancio alla cellula ospite.

Fig.12 Struttura virus dell'influenza

Le spine glicoproteiche si legano a specifici recettori presenti esclusivamente sulle cellule che formano il rivestimento interno del tratto respiratorio di certi vertebrati, tra cui uccelli selvatici e domestici, cavalli, maiali ed uomo. Il vaccino antinfluenzale impedisce l’attacco del virus stimolando gli anticorpi dell’ospite a ricoprire le spine che si proiettano dal virus.

I virus hanno evoluto diverse modalità di ingresso nelle cellule. Dopo l’adesione del recettore alla cellula ospite, alcuni virus dotati di involucro, si fondono con la membrana plasmatica della cellula. Il capside e materiale genetico vengono quindi rilasciati entrambi dentro alla cellula.

Altri virus entrano nella cellula ospite per endocitosi. In questo processo la membrana plasmatica della cellula ospite si introflette per formare una vescicola delimitata dalla membrana che contiene il virus.


MOLTIPLICAZIONE NELLA CELLULA OSPITE

Le fasi di moltiplicazione del virus sono le seguenti:

1- Fase di attacco o adsorbimento del virus alla membrana cellulare;

2- Fase di penetrazione del virus o del suo acido nucleico nel citoplasma della cellula

3- Fase di svestimento o eclissi (perdita degli involucri virali ed esposizione dell'acido nucleico);

4- Fase di replicazione (sintesi delle macromolecole, cioè DNA, RNA e proteine virali); i virus possiedono diverse strategie replicative ed ognuno di essi si moltiplica in maniera differente, sfruttando enzimi ed organelli della cellula ospite;

5- Fase di assemblaggio (formazione all'interno della cellula - nel nucleo o nel citosol - del capside; all'interno di questo involucro si inserisce il genoma virale formando il nucleocapside);

6- Fase di liberazione o fuoriuscita del virus dalla cellula.




Chiarite queste nozioni, come già anticipato, seguirà un la seconda parte dell'articolo con importanti informazioni sui Coronavirus e sulla SARS-COV-2.












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