Scoperti centri di replicazione del norovirus umano –

Roma – Scoperti di centri di replicazione per il norovirus umano, che potrebbero portare alla progettazione di farmaci antivirali per prevenire, controllare o curare queste infezioni. A farlo i ricercatori del Baylor College of Medicine e dell’University of Texas, Anderson Cancer Center, in uno studio riportato su Science Advances. Il norovirus umano, un virus a RNA a filamento positivo che è la causa principale di gastroenterite virale, responsabile di circa 685 milioni di casi e circa 212.000 decessi all’anno in tutto il mondo, non ha vaccini o antivirali approvati. “Quando i virus infettano le cellule, solitamente creano compartimenti specializzati, fabbriche di replicazione, dove formano nuovi virus che infettano più cellule causando la malattia”, ha affermato Soni Kaundal, professore associato post-dottorato presso il Dipartimento di biochimica e farmacologia molecolare Verna and Marrs McLean presso Baylor nel laboratorio di BV Venkataram Prasad, autore corrispondente del lavoro. “Tuttavia, si sa poco sulle fabbriche di replicazione del norovirus”, ha continuato Kaundal, che è anche primo autore del lavoro. Prove sempre più numerose dimostrano che alcune fabbriche di replicazione in genere non sono separate dall’ambiente circostante da una membrana. Sono invece condensati biomolecolari, strutture che ricordano una bolla formata dalla separazione di fase liquido-liquido. Questi condensati incorporano selettivamente proteine ​​e altri materiali necessari per la replicazione virale. I condensati simili a liquidi come fabbriche di replicazione sono stati ampiamente studiati in altri virus, tra cui i virus della rabbia e del morbillo. In questo studio i ricercatori hanno indagato se il norovirus formi condensati biomolecolari che fungono da hub di replicazione. “Sapevamo che questi condensati sono spesso avviati da una singola proteina virale in grado di legare materiale genetico, avere una regione flessibile e formare oligomeri, molecole costituite da un piccolo numero di unità ripetute”, ha affermato Kaundal. La squadra di ricerca ha iniziato la sua indagine applicando l’analisi bioinformatica per identificare le proteine ​​del norovirus che avrebbero presentato le caratteristiche più adatte alla formazione di condensati liquidi. “Lavorando con il ceppo pandemico del norovirus umano GII.4, quello responsabile della maggior parte dei casi di gastroenterite in tutto il mondo, abbiamo scoperto che la RNA polimerasi RNA-dipendente ha la più alta propensione a formare condensati biomolecolari”, ha spiegato Kaundal. “Questa proteina ha una regione flessibile, può formare oligomeri, lega l’RNA, il materiale genetico del norovirus, e svolge un ruolo essenziale durante la replicazione virale creando copie dell’RNA virale. Tutte queste caratteristiche ci hanno spinto a testare sperimentalmente se la RNA polimerasi GII.4 guida la formazione di condensati biomolecolari favorevoli alla replicazione virale”, ha proseguito Kaundal. “I nostri studi sperimentali dimostrano che la RNA polimerasi GII.4 forma effettivamente condensati altamente dinamici simili a liquidi in condizioni fisiologicamente rilevanti in laboratorio e che la regione flessibile di questa proteina è fondamentale per questo processo”, ha aggiunto Prasad, professore di virologia molecolare e microbiologia e titolare della cattedra Alvin Romansky in biochimica presso Baylor. Prasad è anche membro del Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center di Baylor. “Inoltre, i condensati sono strutture altamente dinamiche: diverse possono fondersi formando una struttura più grande o possono dividersi in strutture più piccole; si muovono anche all’interno della cellula, scambiando materiali con l’ambiente circostante”, ha precisato Prasad. Successivamente, i ricercatori hanno studiato se questi condensati simili a liquidi si formano anche nelle cellule intestinali umane infette da norovirus umano. Fino a poco tempo fa, studiare come il norovirus si replica all’interno delle cellule era difficile perché i ricercatori non avevano un sistema biologico efficace in cui far crescere il virus in laboratorio. Ma nel 2016, il laboratorio di Mary Estes, al Baylor, è riuscito a coltivare ceppi di norovirus umano in colture di enteroidi intestinali umani.  Conosciute anche come mini-intestini, queste colture sono un modello di laboratorio del tratto gastrointestinale umano che ne ricapitola la complessità cellulare, la diversità e la fisiologia. Gli enteroidi umani imitano i modelli di infezione virus-ospite specifici del ceppo, rendendoli un sistema ideale per sezionare l’infezione da norovirus umano, come nello studio attuale, per identificare i requisiti di crescita specifici del ceppo e sviluppare e testare trattamenti e vaccini”, ha osservato Prasad. “Abbiamo dimostrato che condensati simili a liquidi si formano nelle colture di enteroidi intestinali umani infettati da norovirus umano e nella linea cellulare umana HEK293T coltivata in laboratorio”, ha evidenziato Prasad. “Proponiamo che questi condensati siano hub di replicazione per il norovirus umano, un’elegante soluzione alla sconcertante questione di come la traduzione assistita dai ribosomi del genoma virale venga separata dalla sua replicazione dalla polimerasi virale nei virus a RNA a filamento positivo”, ha affermato Prasad. “La nostra analisi bioinformatica ha anche mostrato che le RNA polimerasi di quasi tutti i ceppi di norovirus hanno un’elevata propensione a formare queste fabbriche di replicazione, il che suggerisce che questo potrebbe essere un fenomeno comune alla maggior parte dei norovirus”, ha specificato Prasad. “Questo è un articolo notevole e sono stato contento di poter convalidare i risultati nelle cellule infettate dal virus usando il nostro sistema di coltivazione di enteroidi intestinali umani per il norovirus umano”, ha commentato Estes, Distinguished Service Professor e Cullen Foundation Endowed Chair di virologia molecolare e microbiologia presso Baylor. Estes è anche co-direttore del nucleo Gastrointestinal Experimental Model Systems presso il Texas Medical Center Digestive Diseases Center e membro del Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center di Baylor. (30Science.com)