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pubblicato il 1 ottobre 2005 in la vita

Virus

Un microscopico mistero
Virus è un’antica parola latina che significa veleno. Un nome davvero temibile per un esserino così incredibilmente minuscolo. I virus più grandi, infatti, misurano 400 nanometri, mentre i più piccoli solamente 20 nanometri. Per chi non lo sapesse un manometro equivale a un miliardesimo di metro e quindi a un milionesimo di millimetro. Perciò, per ottenere un millimetro, occorrerebbe mettere uno dietro l’altro 2500 virus dei più grossi o 50.000 dei più piccoli.
Sappiamo pochissimo di loro; gli scienziati addirittura discutono ancora, dopo più di un secolo dalla scoperta, se i virus sono esseri viventi o se sono materia inanimata.
Ma cosa sono quindi i virus? Iniziamo con un po’ di storia…
L’esistenza di agenti patogeni (sostanze o organismi in grado di provocare malattie) incredibilmente piccoli fu evidenziata nel 1892 da Dimitri Ivanovsky, un botanico russo. Lo scienziato stava studiando una malattia che colpisce le piante di tabacco tentando di isolarne l’agente patogeno. All’inizio pensava che si trattasse di batteri, quindi trattò i succhi infetti estratti da una pianta malata con filtri a maglie sottilissime in grado di catturarli. Ma con sua grande sorpresa si accorse che il liquido che aveva attraversato il filtro era ancora in grado di far ammalare il tabacco: il responsabile della malattia doveva essere molto più piccolo di un batterio. Qualche anno dopo i ricercatori scoprirono che molte altre patologie erano provocate da quelle misteriose infinitesimali creature. Ancora prima che si riuscisse ad osservarli direttamente, fu scoperta una incredibile caratteristica dei virus: potevano essere trasformati in cristalli, così come capita con lo zucchero, le proteine o il sale. Finalmente, con l’invenzione della microscopia elettronica fu possibile vedere i virus che apparvero come qualcosa di radicalmente diverso da tutti gli altri organismi.

Come è fatto un virus
I virus, a differenza di tutti gli altri organismi, sono acellulari ovvero non sono costituiti da cellule. Non sono nemmeno in grado di svolgere le attività fondamentali che rendono possibile la vita, come la respirazione, la fotosintesi o la fermentazione.
Un virus è in realtà una scatoletta che contiene un libretto di istruzioni. La scatoletta, ovvero il rivestimento esterno, è costituita da proteine e in qualche caso, come vedremo, anche da lipidi. Il libretto di istruzioni conservato all’interno è una molecola di DNA oppure di RNA. Da soli non sono capaci di riprodursi e per questa importante funzione dipendono completamente dalle cellule degli altri organismi: batteri, piante e animali.
Come si riproducono
Dopo essere entrati in contatto con la cellula giusta, e dopo averla riconosciuta come tale, i virus si fanno letteralmente mangiare. La cellula li digerisce distruggendo il contenitore proteico e liberando il contenuto genetico. A questo punto il DNA o l’RNA virali istruiscono i sistemi di biosintesi della cellula ospite a produrre nuove proteine “contenitore” e nuovo materiale genetico virale. Questi componenti si assemblano automaticamente generando nuovi virus pronti ad infettare altre cellule.
Anatomia
La scatoletta proteica si chiama capside. La forma del capside varia da un tipo di virus all’altro. Il virus del tabacco ha la forma di una lunga molla, quelli dell’influenza (adenovirus) hanno forma di icosaedro (il solido a venti facce), il virus di ebola assomiglia a un girino mentre i virus che infettano i batteri (detti batteriofagi) sembrano navicelle spaziali con tanto di zampette per l’atterraggio. Un singolo virus non inserito all’interno di una cellula ospite si chiama virione, mentre il suo contenuto genetico prende il nome di viroide.

L’infezione
Il primo passo di un’infezione virale è il riconoscimento tra virus e cellula ospite. In poche parole un virus deve “sapere” se la cellula con la quale è entrato in contatto è adatta all’infezione, cioè se può aiutare il virus a riprodursi, oppure no. Come fa il virus a riconoscere le cellule giuste? È semplice: grazie alla chimica. I virus che attaccano i batteri e le piante hanno alcune proteine integrate nel capside che, grazie alla loro struttura, si aggrappano alla superficie della cellula da infettare. I virus che colpiscono gli animali usano uno stratagemma più ingegnoso: si travestono da cellula. Quando i nuovi virus sono maturi e sono pronti per uscire dalla cellula ospite, si rivestono con un pezzo della membrana (costituita sostanze grasse: i lipidi) che riveste la cellula; in questo modo il riconoscimento tra i virus e le nuove cellule da infettare è assicurato perché la membrana virale si fonde con quella cellulare.
I veicoli di infezione: come si spostano i virus?
Un virus è incapace di muoversi autonomamente. Come fa a raggiungere le cellule da infettare? Non dimentichiamoci che i virus sono estremamente piccoli e leggeri: alcuni restano semplicemente sospesi in aria pronti a farsi respirare dall’organismo ospite. Questo è il sistema adottato, per esempio, dai virus dell’influenza, del raffreddore, del vaiolo e della poliomielite.
Altri virus passano da un organismo all’altro mediante scambi di liquidi organici, come il sangue: è il caso dell’HIV-I, il virus dell’AIDS. Ci sono virus che si fanno trasportare dagli insetti, come il virus della febbre gialla il quale si diffonde tra le persone mediante le zanzare. I virus che infettano le piante devono attraversare la spessa cuticola che riveste le cellule vegetali, per questo motivo sono spesso veicolati dagli insetti che si nutrono della linfa e che quindi sono provvisti di apparati boccali in grado di perforare le cellule e aspirare i liquidi. Altri virus, infine, si diffondono attraverso l’alimentazione: è il caso di quelli che provocano l’epatite A ed E.
Curiosità: perché l’influenza si chiama così?
L’origine dell’uso della parola “influenza” per indicare il malanno stagionale è molto antica e molto curiosa. Dovete sapere che un tempo si pensava che le malattie fossero provocate dall’influenza di alcuni astri sulla salute delle persone. Questa credenza era così radicata che ancora oggi, anche se abbiamo scoperto la sua origine virale da tanto tempo, chiamiamo ancora “influenza” certe malattie.

Il vaccino
I virus sono responsabili di alcune gravi malattie che affliggono le persone, gli animali e le piante. La scienza medica studia da anni sistemi per contrastare e debellare le infezioni e per salvare milioni di vite. La principale arma inventata dall’uomo per prevenire le malattie virali è il vaccino.
Per capire come funzionano i vaccini dobbiamo riprendere il discorso sul riconoscimento tra virus e cellule ospiti. Il sistema immunitario, ossia quel complesso sistema di cellule specializzate e di sostanze chimiche che difende il nostro organismo dagli agenti patogeni, è capace distruggere i virus mediante gli anticorpi. Gli anticorpi sono proteine che contrastano la proliferazione dei virus e sono prodotte da cellule del sangue specializzate, i linfociti.
Quando i virus entrano in un organismo, i linfociti riconoscono la presenza di un elemento estraneo e reagiscono producendo gli anticorpi adatti ad attaccare in modo specifico quel virus. Il riconoscimento del virus e la produzione di anticorpi sono operazioni complesse e non sono immediate: purtroppo, a volte, la risposta del sistema immunitario non è efficace o non è abbastanza rapida e il virus riesce a provocare la malattia. I vaccini “insegnano” al sistema immunitario a riconoscere gli agenti patogeni e a produrre gli anticorpi specifici per attaccarli. Un vaccino, infatti, contiene virus patogeni innocui perché “uccisi” o perché resi inoffensivi artificialmente. Il sistema immunitario li riconosce e ha tutto il tempo per produrre gli anticorpi. Se in un secondo momento, virus dello stesso tipo ma naturali e attivi dovessero attaccare l’organismo vaccinato, il sistema immunitario è già pronto per affrontarli.
Curiosità: perché il vaccino ha questo nome?
Il termine “vaccino” deriva chiaramente da vacca. Si definisce vaccino, per esempio, il latte o i formaggi ottenuti dalle bovine. Ma perché una medicina ha questo strano nome? Bisogna fare qualche passo indietro nel tempo e curiosare nella storia della medicina.
Il vaiolo è una terribile malattia virale che ha ucciso milioni di persone nel mondo.
Intorno al 1770 Edward Jenner, un medico della campagna inglese, osservò che i mungitori e gli allevatori di mucche che venivano colpiti dal “vaiolo bovino”, una forma di vaiolo non mortale per l’uomo,  risultavano successivamente immuni al vaiolo umano. Dopo oltre 20 anni di studi, il medico rese un ragazzo immune al vaiolo trattandolo con la forma bovina. È in memoria dei primi studi di Jenner che il vaccino ancora oggi ha questo nome. In Italia la vaccinazione fu introdotta nel 1799.

Virus amici
Non tutti i virus sono pericolosi o nocivi: alcuni si sono rivelati preziosi alleati per diverse e importanti attività umane. Negli ultimi anni i ricercatori studiano l’utilizzo di alcuni virus nella lotta biologica ai parassiti delle piante. Il meccanismo è semplice: colpire animali o funghi nocivi per le colture, per esempio gli insetti che mangiano le foglie, con virus capaci di farli ammalare. L’importante è avere la certezza assoluta che questi virus attacchino solo ed esclusivamente gli organismi nocivi.
Un altro importante campo di impiego dei virus è rappresentato dalle biotecnologie. Sfruttando l’interazione tra virus e batteri, infatti, si possono utilizzare questi ultimi per produrre sostanze utili per curare svariate malattie. Mediante complicati sistemi si inseriscono nel virus i geni responsabili della produzione della sostanza utile così che il virus li inserisca a sua volta nella cellula batterica ospite insieme al proprio materiale genetico. In questo modo i batteri, insieme alle proteine che andranno a costituire i nuovi virus, produrranno anche la sostanza medicinale che può essere raccolta ed utilizzata.

a cura di Andrea Bellati

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