(Herpes simplex-1-Immagine Credito: Pixabay/CC0 Dominio Pubblico).
Un nuovo studio dei ricercatori dell’Università dell’Illinois di Chicago mostra un meccanismo che impedisce al virus dell’herpes simplex 1 di causare gravi danni cerebrali e morte.
L’Herpes simplex virus-1 (HSV-1) è un virus a DNA a doppia elica, che causa una delle infezioni virali più famose conosciute dall’umanità. A livello globale, circa 3,7 miliardi di persone sotto i 50 anni (67%) ospitano virioni HSV-1 per tutta la vita e contribuiscono a un’elevata velocità di trasmissione attraverso la diffusione sintomatica e/o asintomatica del virus. Più comunemente, l’HSV-1 provoca bolle di febbre e herpes labiale, ma è anche noto per causare infezioni oculari dolorose che portano alla cecità nei pazienti non trattati e, nei casi più gravi, a malattie potenzialmente letali come l’encefalite virale o la meningite che a loro volta possono provocare danno permanente al sistema nervoso nei pazienti sopravvissuti.
Dopo l’infezione primaria, l’HSV-1 rimane latente nei tessuti neuronali inclusi i gangli del trigemino e si riattiva in situazioni di stress. In generale, circa 74 proteine virali lavorano per rendere il microambiente ospite permissivo alla replicazione del virus nei neuroni così come nell’epitelio della mucosa, che costituisce il sito comune per l’infezione sintomatica e la diffusione del virus. Durante l’infezione, diverse proteine dell’ospite combattono la replicazione dell’HSV-1 inducendo risposte immunitarie innate e adattative. Le cellule ospiti attivano anche risposte allo stress, inclusa la morte cellulare programmata, che limita la diffusione del virus. Sebbene l’apoptosi svolga un ruolo importante nei meccanismi di difesa antivirale, la morte cellulare eccessiva nei neuroni durante l’infezione neuronale da HSV-1 può essere dannosa per la sopravvivenza dell’ospite. Questo fenomeno potrebbe essere una delle ragioni alla base della gravità durante l’encefalite virale. Esplorare il ruolo dei fattori dell’ospite favorevoli alla sopravvivenza, compresi i meccanismi di segnalazione chiave, può far luce su nuovi modi per combattere le infezioni gravi da HSV-1.
La segnalazione cellulare attraverso il bersaglio meccanicistico mTOR svolge un importante ruolo regolatore nella crescita, proliferazione e sopravvivenza delle cellule di mammifero. Costituisce inoltre un percorso fondamentale indispensabile per il corretto sviluppo del cervello e del sistema immunitario. mTOR è una serina/treonina chinasi, che appartiene alla famiglia delle protein chinasi.
I ricercatori hanno scoperto una funzione di questo complesso proteico, in un meccanismo di difesa antivirale. Questo complesso proteico limita l’infezione da virus HSV-1 attraverso una rapida attivazione dell’immunità antivirale e protegge l’ospite prevenendo l’encefalite, l’infiammazione del cervello, e la possibile morte dovuta all’infezione da HSV-1.
Il documento, “mTORC2 conferisce neuroprotezione e potenzia l’immunità durante l’infezione da virus“, è stato pubblicato di recente sulla rivista Nature Communications. La ricerca è stata condotta dai ricercatori UIC nel laboratorio guidato da Deepak Shukla, Professore di Oftalmologia per la ricerca sull’invecchiamento dell’occhio e vicepresidente per la ricerca presso l’UIC.
L’infezione da herpes oculare è una delle principali cause di cecità infettiva e può portare a infezioni cerebrali letali. Dopo un’infezione primaria, l’HSV-1 si nasconde nei tessuti neuronali e si riattiva in condizioni immunosoppressive che possono causare encefalite, portando a danni cerebrali permanenti, perdita di memoria o persino alla morte. L’herpes è un’infezione comune, anche in individui sani, ed è raramente letale. “Per capire come potrebbero funzionare i meccanismi di difesa antivirale, i ricercatori dell’UIC hanno studiato mTORC2”, ha detto Shukla.
Utilizzando modelli di topi geneticamente modificati, i ricercatori hanno scoperto l’importanza di mTORC2 nell’attivazione dell’immunità innata e adattativa al virus durante l’infezione oculare da HSV-1.
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“Si è scoperto che gli animali con una mancanza di mTORC2 funzionale mostrano una significativa perdita di attivazione immunitaria e una maggiore diffusione del virus ai tessuti neuronali“, ha detto Shukla. “mTORC2 funzionale limita la diffusione del virus dai tessuti oculari ai neuroni supportando la produzione di citochine antivirali e guidando le cellule immunitarie a identificare rapidamente le cellule infette da herpes simplex-1. mTORC2 protegge anche le cellule oculari e neuronali dalla morte cellulare indotta dal virus offrendo protezione ai neuroni“, ha aggiunto il ricercatore.
“Per combattere l’infezione permanente da herpes simplex-1, è essenziale scoprire il ruolo delle proteine cellulari chiave e modulare la loro funzione per impedire al virus di replicarsi e causare danni”, ha spiegato Rahul Suryawanshi, l’autore principale dello studio, un ex tirocinante post-dottorato di Shukla e ora al Gladstone Institutes, San Francisco. “Durante l’infezione da herpes, mTORC2 attiva il meccanismo di sopravvivenza cellulare nei tessuti oculari e neuronali. Ciò limita un meccanismo di morte cellulare programmata che limita la diffusione del virus, ma allo stesso tempo è dannoso per le cellule neuronali”, ha spiegato Suryawanshi.
“Gli esperimenti sugli animali evidenziano l’importanza dell’utilizzo di inibitori della morte delle cellule neuronali durante l’encefalite virale che possono imitare e/o migliorare le funzioni di mTORC2 e prevenire lesioni cerebrali”, ha affermato Chandrashekhar Patil, coautore dello studio e studioso in visita presso il dipartimento di UIC di oftalmologia e scienze visive.
Shukla ha affermato che lo studio spiega che le funzioni pro-sopravvivenza di mTORC2 potrebbero non essere limitate alle infezioni virali. È probabile che siano applicabili a molte altre malattie.
“Il nostro studio motiverà altri ricercatori a indagare su mTORC2 anche nei disturbi e nelle malattie neurodegenerative”, ha detto Shukla.
Altri autori dello studio sono Alexander Agelidis, Raghuram Koganti, Joshua M. Ames, Lulia Koujah, Tejabhiram Yadavalli e Krishnaraju Madavaraju, tutti dell’UIC e Lisa M. Shantz dell’Università del Connecticut.
Fonte:Nature
