Modul în care sistemul imunitar luptă pentru a ţine la distanţă virusul herpetic

Virusul herpes simplex (HSV) este extrem de răspândit, afectând aproape două treimi din populaţia lumii, potrivit Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS). Odată intrat în organism, HSV stabileşte o infecţie latentă care se trezeşte periodic, provocând vezicule dureroase pe piele, de obicei în jurul nasului şi al gurii. Deşi herpesul poate fi o simplă pacoste pentru majoritatea oamenilor, la unii indivizi virusul poate duce la infecţii oculare periculoase şi la inflamaţii cerebrale şi poate provoca infecţii care pun viaţa în pericol la nou-născuţi. Rezultatele unui nou studiu ar putea contribui la conceperea de tratamente pentru o serie de virusuri care se replică în nucleul celular.

Cercetătorii ştiu de ceva vreme că virusul şi sistemul imunitar al gazdei se află într-o luptă continuă şi cu toate astea nu au aflat încă răspunsul la unele întrebări, şi anume, de ce virusul rămâne latent şi inofensiv la majoritatea oamenilor, în timp ce la alţii provoacă infecţii grave?, potrivit news.ro.

Şi mai important, cum anume se desfăşoară această luptă la nivelul celulelor şi al moleculelor? Această întrebare a continuat să dea bătăi de cap oamenilor de ştiinţă şi să împiedice identificarea unor tratamente care să prevină sau să vindece infecţiile.

Un studiu recent al cercetătorilor de la facultatea de medicină a Universităţii Harvard, realizat cu ajutorul unor celule modificate în laborator şi publicat recent în revista PNAS, dezvăluie manevrele precise folosite de gazdă şi de agentul patogen la nivel celular.

Mai mult, cercetarea arată cum sistemul imunitar ţine virusul la distanţă într-o luptă care are loc în centrul de control al celulei, respectiv, în nucleul acesteia.

Proteinele de semnalizare imunitară lansează un apel la luptă

Cercetarea relevă un rol-cheie pentru un grup de proteine de semnalizare numite interferoni, care recrutează alte molecule protectoare şi blochează virusul în stabilirea infecţiei.

Odată intrat în interiorul gazdei, HSV se înmulţeşte prin realizarea de copii ale sale în interiorul nucleelor celulelor, folosind mecanismul genetic al gazdei.

Pentru ca acest lucru să se întâmple, virusul trebuie să întreacă sistemul imunitar al gazdei. Însă multe dintre tacticile pe care virusul şi sistemul imunitar le folosesc în această competiţie au rămas un mister, ceea ce face dificilă conceperea de medicamente care să ajute pacienţii să învingă virusul.

Interferonii, numiţi astfel pentru capacitatea lor de a interfera cu încercările agenţilor patogeni de a infecta celulele – sunt molecule de semnalizare eliberate atunci când sistemul imunitar detectează prezenţa microbilor, cum ar fi virusurile.

Semnalele de pericol trimise de interferoni activează genele din acea celulă şi din alte celule care produc proteine, care, la rândul lor, blochează, în primul rând, virusurile să se stabilească în celulă.

Sunt bine cunoscute mai multe mecanisme diferite pe care interferonii le folosesc pentru a zădărnici virusurile din citoplasmă, lichidul gelatinos care umple celulele.

Dar modul în care interferonii acţionează împotriva virusurilor ADN, cele care îşi lansează atacul în interiorul nucleului celular, a rămas evaziv.

„Ştim multe despre modul în care interferonul şi stimulatorii imunitari acţionează împotriva virusurilor din corpul citoplasmatic al celulei, dar până acum ştiam foarte puţin despre modul în care sistemul imunitar blochează infecţia virală în nucleul celulei”, a declarat autorul principal al studiului, David Knipe, profesor de microbiologie şi genetică moleculară în cadrul Institutului Blavatnik de la Harvard, într-un comunicat.

Recentele descoperiri ale cercetătorilor definesc mecanismele de acţiune ale oricărui tratament care induce interferoni şi modul în care aceştia pot preveni şi trata infecţiile cu HSV, precum şi alte herpesvirusuri şi virusuri cu ADN nuclear (ADN-ul se găseşte majoritar în nucleul celulei, dar şi în mitocondrii).

Potrivit echipei, cunoştinţele rezultate din această lucrare ar putea, de asemenea, să ajute cercetătorii să înţeleagă, şi poate, în cele din urmă, să dezvolte tratamente pentru alte virusuri ADN nucleare, inclusiv pentru cele care creează probleme bine cunoscute, cum ar fi virusul Epstein-Barr, care provoacă mononucleoza, virusul papiloma uman, hepatita B şi variola.

Aceste rezultate definesc mecanismele de acţiune ale tratamentelor cu interferon pentru bolile cu virusuri herpetice şi ale altor tratamente, cum ar fi liganzii receptorilor toll-like (familie de receptori transmembranari care recunosc molecule structural conservate, provenite de la microbi odată ce au pătruns în organism şi care activează răspunsul imun nespecific), care au fost testaţi pentru herpes, spun cercetătorii.

Alţi noi activatori ai interferonilor, cum ar fi agoniştii cGAS, ar putea fi, de asemenea, utilizaţi pentru a induce rezistenţa la herpes prin mecanismele nou definite, au adăugat cercetătorii.

Cercetătorii spun însă că orice noi terapii potenţiale pentru HSV şi alte virusuri ADN sunt pur conceptuale în acest moment.

Orice astfel de abordări ar trebui să fie testate mai întâi pe animale mici, cum ar fi şoarecii, apoi pe animale mai mari şi, în cele din urmă, pe oameni.

Ce au descoperit cercetătorii

În noul studiu, echipa a descoperit că o proteină a gazdei numită IFI16 este recrutată de interferon pentru a ajuta la blocarea reproducerii virusului în mai multe moduri.

Una dintre strategiile folosite de IFI16 pentru a respinge HSV implică construirea şi menţinerea unui înveliş de molecule în jurul genomului ADN viral.

Acest „înveliş molecular cu bule” împiedică virusul să se desfăşoare. Când virusul este înfăşurat, acesta nu îşi poate activa ADN-ul pentru a-şi exprima genele şi pentru a se replica (a face noi copii ale sale).

Totuşi, pentru a contracara aceste manevre de protecţie, virusul produce molecule numite VP16 şi ICP0 care pot îndepărta învelişul, dezactiva moleculele de protecţie ale celulei gazdă, şi permite virusului să se reproducă.

Un alt mecanism utilizat de IFI16 pentru a lupta împotriva infecţiei cu HSV este neutralizarea VP16 şi ICP016.

În condiţii normale, atunci când celula nu se pregăteşte să respingă un invadator viral, ea conţine totuşi în nucleu o parte din IFI16. Dar acest nivel uzual de IFI16 nu este suficient pentru a lupta împotriva proteinelor ajutătoare virale şi pentru a menţine virusul înfăşurat şi a-l împiedica de la replicare.

Fără apelul interferonului către celulă de a trimite mai multe proteine IFI16, virusul câştigă în cursa instrumentelor de luptă şi infectează celula. Experimentele au arătat însă că, atunci când semnalele interferonului recrutează niveluri mai ridicate de IFI16, câştigă sistemul imunitar.

Studiul actual se face ecoul unor descoperiri similare care au găsit niveluri ridicate de IFI16 în eşantioane clinice de ţesuturi în care sistemul imunitar părea să controleze cu succes simptomele virusului HSV-2, foarte apropiat, oferind informaţii cruciale despre maşinăria moleculară care acţionează pentru a împiedica izbucnirea simptomelor.

Utilizarea cunoştinţelor din laborator pentru a îmbunătăţi sănătatea umană

Laboratorul de la Harvard studiază ce se întâmplă la nivelul moleculelor şi al celulelor atunci când HSV provoacă infecţii simptomatice şi latente.

Echipa este interesată în special de modul în care sistemul imunitar al gazdei răspunde la HSV.

Cercetătorii aplică acum cunoştinţele dobândite prin studierea HSV la explorarea posibilităţilor de utilizare a materialului genetic al virusului invadator pentru a furniza vaccinuri împotriva HIV, SARS, West Nile şi antrax.