Una struttura ibrida virus-cellula recentemente identificata consente ai virus di diffondersi in modo più rapido e aggressivo agganciandosi alle cellule migranti.
I virus si basano su un efficiente movimento tra le cellule per instaurare l’infezione e causare la malattia. A differenza dei batteri, i virus non possono riprodursi autonomamente e devono penetrare nelle cellule ospiti per moltiplicarsi, rendendo il modo in cui si diffondono un fattore chiave nella gravità di un’infezione.
In uno studio pubblicato su Science Bulletin, gli scienziati del Peking University Health Science Center e dell’Harbin Veterinary Research Institute hanno scoperto un percorso inaspettato utilizzato dal virus della stomatite vescicolare (VSV) per passare da una cellula all’altra. Hanno scoperto che le cellule infette trasportano attivamente materiale genetico e proteine virali nei migrasomi, strutture cellulari recentemente identificate che si formano durante la migrazione cellulare.
I migrasomi normalmente aiutano le cellule a comunicare rilasciando pacchetti di materiale biologico durante il movimento. In questo caso, alcuni migrasomi erano caricati con acidi nucleici virali e presentavano la proteina di superficie virale VSV-G. I ricercatori hanno chiamato queste strutture portanti del virus “migrioni”.
A differenza delle singole particelle di VSV, i migrioni sono molto più grandi e funzionano come aggregati simili a virus, anziché come virioni liberi convenzionali. Quando il VSV si diffonde attraverso i migrioni, la replicazione virale inizia più rapidamente rispetto a quando le cellule sono infettate da particelle virali libere. Ciò sembra accadere perché più copie del genoma virale vengono trasportate insieme, consentendo alla replicazione di iniziare simultaneamente all’interno di una singola cellula ospite.
Lo studio ha inoltre dimostrato che i migrioni possono trasportare più di un tipo di virus contemporaneamente, consentendo la co-trasmissione di virus eterologhi.
Questo comportamento distingue i migrioni dalle vie di diffusione virale mediate dalle vescicole extracellulari (EV) note, che in genere trasportano un carico virale limitato. Ulteriori esperimenti hanno rivelato che i migrioni penetrano nelle cellule riceventi attraverso l’endocitosi, senza fare affidamento su specifici recettori virali sulla superficie cellulare, evidenziando un percorso di ingresso virale fondamentalmente diverso e più flessibile.
In condizioni acide, il VSV-G presente sui migrions innesca la fusione della membrana con gli endosomi, rilasciando il carico virale, essenziale per avviare la replicazione. Nei modelli di infezione murina, i migrions hanno dimostrato un’infettività e una patogenicità significativamente maggiori rispetto ai virioni liberi, causando gravi infezioni polmonari e cerebrali caratterizzate da encefalite ed esiti letali.
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Implicazioni per i modelli di trasmissione virale
Il ricercatore ha proposto che “migrioni”, una struttura chimerica formata tra virus e migrasoma, rappresenti un nuovo paradigma di trasmissione virale intercellulare, che accoppia direttamente la diffusione virale con la migrazione cellulare.
Questa scoperta sfida i modelli convenzionali di diffusione virale introducendo un meccanismo dipendente dalla migrazione che sfrutta i meccanismi migratori dell’ospite per l’infezione sistemica.
Riferimento: Science Bulletin