Herpes simplex-immagine:Abstract grafico. Crediti: Molecular Cell (2026).
Un nuovo studio dimostra che il virus dell’herpes simplex liquefa parzialmente l’interno gelatinoso e compatto dei nuclei delle cellule umane per replicarsi più velocemente. La ricerca si concentra su come il nucleo di ogni cellula umana ospita il meccanismo genetico utilizzato per copiare le istruzioni codificate nel DNA quando si divide e si moltiplica durante la crescita. I virus invadono le cellule umane e usano il loro meccanismo per replicarsi, ma l’invasione può essere ostacolata dalla struttura densa del nucleo.
Guidato da ricercatori della NYU Langone Health, il nuovo studio ha scoperto che il virus dell’herpes simplex utilizza una proteina chiamata proteina della cellula infetta 4 (ICP4) per rendere il nucleo umano più fluido, il che a sua volta facilita la replicazione del virus. Pubblicato online il 5 marzo su Molecular Cell, il lavoro ha rivelato che il blocco della capacità di ICP4 di fluidificare il compartimento nucleare ha causato un calo di quattro volte del tasso di produzione di nuove copie virali.
“Lo stato fisico del nucleo è una barriera fondamentale che un virus deve superare per moltiplicarsi”, afferma l’autore principale dello studio, Liam Holt, Ph.D., Professore presso il Dipartimento di Biochimica e Farmacologia Molecolare della NYU Langone Health e docente presso l’Institute for Systems Genetics. “I virus sono maestri nel manipolare le cellule e, studiando i loro trucchi, scopriamo le regole fondamentali della biologia”.
Il team di ricerca ha scelto di studiare il virus herpes simplex 1 perché è una delle malattie infettive più diffuse: uno studio del 2025 stima che a livello globale il 64% degli adulti contragga l’infezione per tutta la vita, anche se molti non presentano sintomi.
Spazio per costruire
“Per moltiplicarsi”, affermano gli autori, “i virus hanno bisogno di spazio per costruire strutture relativamente grandi chiamate condensati, goccioline dense che concentrano le molecole. Per l’HSV-1, i condensati fungono da fabbriche temporanee costruite all’interno del nucleo dell’ospite per produrre virus in serie. Se c’è abbastanza spazio per muoversi, le piccole goccioline si fondono in goccioline più grandi, che secondo i ricercatori concentrano il meccanismo di riproduzione virale in un unico luogo per una maggiore efficienza“.
Gli autori dello studio ipotizzano che l’herpes simplex crei spazio sfruttando un processo vitale che si verifica con cambiamenti strutturali nei nuclei umani. Lì, è noto che le catene di DNA sono avvolte attorno a rocchetti proteici chiamati istoni, il tutto all’interno di una sovrastruttura chiamata cromatina. In un nucleo normale, la formazione di fabbriche di condensato virale è ostacolata dalla rete di cromatina, come cercare di gonfiare un palloncino all’interno di una rete da pesca stretta.
Gli autori dello studio affermano che ICP4 è in grado di preparare i nuclei umani alla replicazione virale perché si lega alle proteine che preparano le cellule umane alla trascrizione, il processo mediante il quale un tratto del codice genetico viene letto dai meccanismi cellulari per trasmettere il messaggio. Affinché un frammento di codice venga letto, tuttavia, la cromatina circostante deve ricevere il segnale per srotolarsi, rendendo il DNA accessibile ai meccanismi di trascrizione.
Ricerche precedenti avevano scoperto che ICP4 si lega ai gruppi proteici di rimodellamento della cromatina che eseguono questo svolgimento, modificandone la struttura e il movimento. Lo studio attuale ha scoperto che ICP4 da solo causa un aumento del movimento della cromatina. È importante notare, tuttavia, che gli autori non hanno osservato cambiamenti nella velocità di trascrizione che tale movimento tipicamente precede.
“Pertanto, in combinazione con lavori precedenti, lo studio suggerisce che l’ICP4 virale si lega ai complessi proteici che srotolano il DNA attorno agli istoni, non per consentire l’accesso ai geni, ma solo per provocarne lo srotolamento. Questo movimento modifica le proprietà fisiche della cromatina, allentando l’interno del nucleo e rendendo possibile l’aumento delle dimensioni del condensato virale”, affermano i ricercatori. “L’ICP4” può, affermano, “da sola e separatamente da altri processi noti, modificare efficacemente le proprietà del nucleo infetto per favorire la replicazione virale, e in una fase molto precoce di un’infezione“.
Per misurare le proprietà fisiche dei nuclei, il team di ricerca ha ingegnerizzato le cellule per produrre nanoparticelle proteiche luminose chiamate nucGEM. I ricercatori hanno registrato video al microscopio per monitorare il grado di movimento di queste particelle, come misura dello spessore dell’ambiente nucleare. Quando il team ha poi infettato le cellule con il virus dell’herpes simplex di tipo 1, le particelle luminose hanno rimbalzato in modo molto più intenso.
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“Stiamo lavorando per confermare il meccanismo con cui ICP4 fluidifica il nucleo, il che potrebbe fornirci nuovi bersagli specifici per contrastare fisicamente la replicazione virale“, afferma la prima autrice dello studio, Nora Herzog, Ph.D., neolaureata in scienze biomediche presso la NYU Langone e ora ricercatrice post-dottorato presso l’Universitat de València Parc Cientific di Valencia, in Spagna. “Cercheremo anche di verificare se questo meccanismo viene utilizzato da altri virus che si replicano nel nucleo, dai virus a DNA a doppio filamento responsabili dell’herpes zoster ai virus a RNA come il virus dell’influenza, fino ai retrovirus come l’HIV“.
Immagine: Abstract grafico
Oltre al Dott. Holt e al Dott. Herzog, gli autori dello studio della NYU Langone erano Tong Shu, Gururaj Kidiyoor, Sarah Keegan, Ian Mohr e Angus Wilson dell’Institute for Systems Genetics, Dipartimento di Microbiologia e Dipartimento di Biochimica e Farmacologia Molecolare. Altri autori erano Farah Korchi dell’Université Paris Cité, David Chenoweth dell’Università della Pennsylvania e Huaiying Zhang della Carnegie Mellon University.
Fonte: Molecular Cell