La scoperta dei primi virus è molto recente; risale, infatti, al secolo scorso, quando alla fine dell’ ‘800 venne scoperto il virus del mosaico del tabacco. La ricerca scientifica ha dato, nel tempo, diverse interpretazioni sul loro ruolo biologico. Il virus è un’entità biologica o una semplice combinazione organizzata di macromolecole?
Appartiene ad uno dei cinque Regni degli organismi viventi, oppure no? E’ vero che sono parassiti? Cos’è in realtà un virus? Gli scienziati concordano nell’affermare che i virus non appartengono a nessuno dei cinque Regni dei Viventi e costituiscono un mondo a parte, fatto di particelle innocue al di fuori di un organismo, ma potenzialmente pericolose se riescono ad entrare specificamente in una cellula, infettandola.
I virus sono veri e propri agglomerati molecolari, estremamente semplici, dal punto di vista strutturale. In effetti, un virus altro non è che una particella che racchiude un numero esiguo di proteine virali specifiche ed una molecola con l’informazione genetica (DNA per i deossiribovirus o RNA per i ribovirus). Alcuni virus sono dotati di un film di rivestimento molto simile alla membrana plasmatica della cellula ospite, altri hanno solo un capside di rivestimento. Alcuni virus sono molto piccoli, perché hanno un genoma molto piccolo. Altri virus sono più grandi, perché il loro genoma è grande e codifica per centinaia di proteine non presenti nella particella virale, ma sintetizzate nella cellula ospite. La particella virale, insomma, contiene le informazioni
appena sufficienti per garantire la propria sopravvivenza e propagazione. Il fine ultimo della particella virale è proteggere il proprio genoma virale durante il passaggio da una cellula all’altra, garantire la sua capacità codificante ed esprimere specifiche strategie per uscire dalla cellula ospite ed infettarne altre. In poche parole, lo scopo di un virus è organizzarsi in una struttura semplice, che economizzi spazio e materiale genetico, per portare a termine tutte le fasi della sua infezione. La relativa semplicità strutturale non deve, tuttavia, ingannare. I virus sono, infatti, particelle estremamente complesse dal punto di vista biologico funzionale. I virus sono inerti, finché si trovano al di fuori della cellula, ma nella cellula infettata sono in grado di riprogrammare, a loro vantaggio, tutto l’apparato metabolico cellulare, reindirizzandolo verso la produzione di nuove particelle virali. Per questo motivo i virus sono considerati dei parassiti endocellulari obbligati, ad indicare la loro necessità assoluta di compiere il ciclo vitale all’interno della cellula ospite. Questa loro caratteristica li rende degli agenti importanti, perché potenzialmente in grado di causare diverse patologie non solo nell’uomo, ma anche in tutti gli esseri viventi. Ricordo, infatti, che i virus si sono coevoluti con gli organismi viventi e, per questo, hanno sviluppato specificità uniche. Così, oltre ai virus che infettano l’uomo ed il mondo degli animali, esistono virus che infettano le piante, i funghi, i micoplasmi e perfino altri virus ed i batteri (detti batteriofagi).
I virus sono molto antichi, l’esistenza stessa di virus ad RNA (come i coronavirus, ad esempio), suggerisce la loro presenza ancor prima dell’origine della vita, nel primordiale mondo a RNA. La loro origine è molto dibattuta: derivano dai plasmidi, dai trasposoni, dai retrotrasposoni? A tutt’oggi ancora si dibatte sull’argomento. Certo è che il loro sistema di infezione garantisce un valido mezzo di trasferimento genico orizzontale (da un individuo ad un altro non discendente), che garantisce e aumenta la loro diversità genica.
Non si deve pensare che l’infezione virale sia sempre associata a malattia, anzi, molte delle infezioni diffuse nell’uomo sono infezioni subcliniche o paucisintomatiche (pochi sintomi e con minore intensità). Vi è l’ipotesi, infatti, che nel corso dell’evoluzione tra virus e viventi si sia raggiunto una sorta di equilibrio, volto a garantire la sopravvivenza dell’ospite- che mette in atto tutti i processi difensivi per contrapporsi al danno virale- e del virus, che si “attenua” per non uccidere l’ospite, salvaguardando la sua presenza nell’ambiente. E’ vero, però che questo delicato equilibrio potrebbe alterarsi a favore del virus, se le difese dell’ospite non sono efficienti, come ad esempio, negli immunocompromessi ed, in generale, nella popolazione degli anziani, le cui difese immunitarie sono meno competenti. Inoltre, l’attenuazione del virus è un processo evolutivo che richiede tempi lunghissimi e, quando la specie umana viene a contatto con un nuovo virus proveniente da animali
(SARS, ad esempio) o per ricombinazione (virus influenzali pandemici, prima di tutto), si possono verificare epidemie o pandemie gravi. Importanti, in tal senso, sono i virus a RNA. A questi ultimi, infatti appartengono la maggior parte dei virus animali. I genomi a RNA sono più piccoli, così come i virus corrispondenti, ma nascondono una pericolosità particolarmente spiccata, dovuta all’elevata frequenza di mutazione. Il macchinario virale che provvede ai processi di trascrizione del materiale genetico ad RNA è, infatti, poco accurato e tendente a compiere errori. Un errore durante la replicazione di RNA o DNA, per le cellule animali è spesso fatale, perché può portare alla nascita di una cellula tumorale o difettiva. Nel mondo dei virus, invece, un errore può portare all’origine di una nuova variante virale, con caratteristiche infettive e di patogenicità differenti. L’alta frequenza di mutazione e di variabilità dei virus a RNA (coronavirus compresi)
sono all’origine delle profonde modificazioni di virulenza e di specificità di questi virus.
Nonostante ad oggi si conoscano poco più di 5.000 specie di differenti virus, si stima che ve ne sia qualche milione. Milioni di virus, per la maggior parte sconosciuti e molti dei quali presenti in porzioni del nostro Pianeta, che ancora non abbiamo esplorato. La loro elevata variabilità li rende facilmente adattabili a nuove cellule ospiti e potenzialmente pericolosi per i tutti i Regni dei Viventi. Per questo è importante potenziare le risorse della ricerca scientifica, affinché nuove infezioni virali non ci colgano impreparati.
Dott.ssa Cristina Mucci
Biologo Nutrizionista
Specialista in Biologia Molecolare e Nutrizione Umana
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