da Livia Nascimben

Introduzione Prof. Aparo.

Obiettivo incontro: servirsi dell'esperienza e delle competenze di professionisti in diversi ambiti disciplinari per riflettere sugli aspetti problematici presenti nel mondo.

Introduzione Prof. Ferrante.

Insegno virologia alla facoltà di Medicina e a quella di Biotecnologie. Dal 1974 sono medico specialista al carcere di San Vittore.

In quest'incontro parlerò, in modo semplice cosicché tutti mi possiate capire, del mondo dei virus e del rapporto fra virus e genere umano. Le mie riflessioni di 24 anni di lavoro sono state arricchite dall'incontro di qualche anno fa con i detenuti del Gruppo della Trasgressione in cui si è parlato del significato della trasgressione in biologia.

Relazione.

Il concetto di virus. A fine '800 inizio '900 alcuni microbiologi si accorsero dell'esistenza di microrganismi capaci di danneggiare l'organismo, i virus; successivamente, in informatica gli informatici si sono accorti della presenza di virus capaci di danneggiare la macchina computer.

Virus significa "veleno". E' un microrganismo visibile solo al microscopio elettronico. Occupa il posto più basso della scala biologica, è il più primordiale essere vivente.

Un organismo si dice essere vivente quando al suo interno avvengono dei processi metabolici. Il batterio è il più piccolo essere vivente capace di vita autonoma.

I virus sono visibili al microscopio elettronico quando sono fuori dalle cellule e prendono il nome di particelle virali o virus maturi. In quello stato non compiono nessuna operazione, non sono viventi, sono inerti. Quando penetrano all'interno di una cellula, l'involucro che li circonda si dissolve e inizia la sintesi della proteina virale, l'acido nucleico si moltiplica, si formano nuove particelle virali che vengono liberate all'esterno della cellula e che andranno ad infettarne altre.

Il virus viene definito essere vivente per questa sua capacità di moltiplicarsi uguale a se stesso, all'interno di una cellula ospite, utilizzando le informazioni contenute nel suo acido nucleico.

La ruggine è un qualcosa che si moltiplica, alcune sostanze si aggregano spontaneamente, altre precipitano, ma alla base di questi processi non c'è il codice genetico. I virus invece si moltiplicano sulla base del codice genetico, un piccolissimo filamento di acido nucleico. Un gene è la quantità di acido nucleico necessaria per formare una proteina. Un acido nucleico che è in grado di moltiplicarsi assume dignità di essere vivente perché perpetua il suo codice genetico.

Per diventare un agente patogeno il virus deve passare da una cellula all'altra, da un individuo all'altro e provocare la morte delle cellule che infetta e grazie alle quali ha potuto replicarsi.

L'acido nucleico si moltiplica mediante la proteina polimerasi provocando conseguentemente la degenerazione della cellula ospite; deve allora entrare in un'altra cellula per continuare a moltiplicarsi e vivere. E' ricoperto da un rivestimento proteico detto capside, necessario al virus per muoversi da una cellula all'altra e attraversare ambienti extracellulare ostili, così come gli imballi attorno ai quadri servono per non danneggiarli durante un trasloco.

Il virus danneggia le cellule e se riesce a portare a termine il suo obiettivo di moltiplicarsi ne danneggia molte: quando si moltiplica nelle cellule del cervello si ha l'encefalite, quando danneggia le cellule del fegato, l'epatite e così via. Il virus non produce sostanze tossiche, compete nella moltiplicazione con le cellule dell'organismo.

I virus umani sono molti e tutti differenziati grazie alle proteine di rivestimento che possiedono. Un determinato virus entra in una specifica cellula che ha una proteina sulla superficie complementare alla sua. Ciò è molto importante perché se un virus potesse attaccare qualsiasi cellula moriremo tutti entro poco tempo, in quanto la competizione cellula-virus la vincerebbe il virus essendo più veloce nel moltiplicarsi.

I virus infettano l'uomo da quando l'uomo esiste. Convivono con l'essere umano da centinaia di millenni; perpetuano se stessi passando da un individuo all'altro. Per eliminare i virus dovremmo sterminare il genere umano! O trovare un vaccino per ogni singolo virus.

Nel corso degli anni virus e umani si sono selezionati insieme. La popolazione umana è composta da quegli individui che hanno avuto la capacità di sopravvivere ai virus e i virus che esistono oggi sono quelli che sono stati in grado di perpetuarsi non eliminando ogni individuo. La co-selezione fra virus e uomo è detta adattamento extracorporeo.

La epidemie portano allo sterminio dell'uomo e dei virus che hanno prodotto l'infezione e la malattia.

Il sistema immunitario. Tutte le infezioni sono caratterizzate dal moltiplicarsi dei virus all'interno delle cellule. I virus, una volta usciti dalla cellula ospite, si riversano nel sangue per raggiungere più cellule possibili e infettarle. Nel circolo sanguigno però vengono riconosciuti dagli anticorpi del sistema immunitario che li identificano come corpi estranei perché la loro superficie è costituita da una proteina che viene riconosciuta come "non propria" all'organismo.

Gli anticorpi sono specifici, riconoscono la proteina superficiale dei virus. Sono cellule produttrici della risposta immunitaria dell'organismo; rispondono ad ogni agente proveniente dall'esterno (vedi ad esempio la risposta allergica). I diversi anticorpi identificano i virus verso cui sono organizzati a rispondere, si moltiplicano e li fagocitano. I fagociti "mangiano", metabolizzano ed eliminano i virus destrutturati dagli anticorpi. L'infezione da HIV (Human Immunodeficiency Virus) e l'epatite B e soprattutto C sono esempi che sembrano contraddire ciò.

Il virus dell'HIV. Il virus originariamente presente nelle scimmie è passato all'uomo; si è poi avuta una diffusione pandemica.

Il gene più importante è quello che codifica per la polimerasi. La polimerasi è enzima che forma un acido nucleico a partire da un altro acido nucleico, come se fosse una "mano" capace di formare un'elica controlaterale complementare all'elica di acido nucleico che scorre al suo interno. Questo meccanismo è alla base della nostra esistenza.

La polimerasi dell'Hiv non è precisa, non rispetta la regola di accoppiare le basi (AT, CG). Casualmente l'acido nucleico prodotto presenta il 3% di errori; così se l'errore riguarda la proteina di superficie del virus, questo non può essere riconosciuto dagli anticorpi e la particella virale rimane libera di continuare a moltiplicarsi in altre cellule. Dall'organismo vengono prodotti anticorpi specifici per sconfiggere quella variante di virus ma nuove varianti vengono prodotte e l'infezione procede.

Si viene a creare una specie di guerra: il nemico si nasconde nelle file difensive del nostro corpo, si mimetizza all'interno delle cellule, cambia struttura e non viene più riconosciuto, ne consegue una continua rincorsa fino ad un esaurimento delle difese: l'organismo sviluppa l'AIDS perché immunodepresso.

Quando un virus continua a mutare la sua struttura, non è eliminabile dall'organismo. Si verifica così un adattamento intracorporeo del virus che rimane continuamente presente all'interno dell'organismo.

I virus si dividono in due gruppi: quelli con codice genetico costituito da DNA e quelli a RNA. L'HIV è un retrovirus avente l'RNA come acido nucleico.

RNA virale è associato all'enzima trascrittasi inversa che consente la produzione di DNA che codifica le proteine virali a partire dalla molecola di RNA. La polimerasi dei retrovirus sintetizza un'elica di DNA a partire da un'elica di RNA (processo di retrotrascriptasi).

La retrotrascrizione è importante perché spiega come mai sia difficile combattere il virus dell'HIV.

Parte del DNA virale si inserisce nel materiale genetico della cellula infettata integrandosi nel suo genoma. Il virus diventa costituente genetico della cellula. L'integrazione avviene in un punto casuale della cellula ed è quindi difficile individuare le cellule infette e intervenire con tecniche di ingegneria genetica e tagliare la parte virale del DNA della cellula: è impossibile eradicare il virus. Dal momento dell'integrazione l'HIV è un prodotto cellulare: la cellula contenente il DNA provirale é in grado di sintetizzare altri virus.

Il genoma dei retrovirus è organizzato in modo specifico. Ogni uomo ha un genoma di cui il 3% è costituito da sequenze di retrovirus. Non sono virus patogeni, la trasmissione avviene per via genetica.

All'inizio del genere umano retrovirus appartenenti ad altri primati hanno infettato gli uomini provocandone la morte di molti, pochi sopravvissero. Alcuni di questi sono stati infettati nelle cellule germinali, si è così avuta la trasmissione genetica. E' diventata dominante la popolazione con i retrovirus, sequenze retrovirali endogene.

Farmaci. Un farmaco usato in caso di infezione da HIV è l'AZT che fornisce alla polimerasi un'elica completamente sbagliata per interrompere il meccanismo di moltiplicazione. Altri agiscono nelle diverse fasi intracellulari bloccando la produzione di particelle virali.

La nascita del vaccino. Il vaiolo nei secoli passati era una malattia drammatica provocata da un virus, col "vantaggio" che era possibile individuare i soggetti malati perché si manifestava con pustole sulla superficie corporea che lasciavano profonde e visibili cicatrici.

Alla fine del '700 in Inghilterra venne osservato sia il vaiolo umano che quello bovino. Gli allevatori che mungevano quotidianamente vacche infette, si infettavano ma l'infezione rimaneva circoscritta alla mani. In caso di epidemia da vaiolo umano questi non morivano. Ciò attirò l'attenzione dei ricercatori che diedero il via ai primi esperimenti di vaccinazione: prelevarono del liquido vescicolare dalle vacche malate e lo inocularono sottopelle all'uomo verificando che il virus iniettato permetteva all'organismo di produrre anticorpi specifici e di immunizzarsi contro lo stesso virus. Nel 1981 il vaiolo umano è scomparso grazie al fatto che erano 200 anni che le persone venivano vaccinate.

L'evento malattia o morte è come la punta di un iceberg, sotto al pelo dell'acqua ci sono soggetti portatori dello stesso virus ma che non si sono ammalati. E' importante la distinzione fra infezione e malattia: l'infezione è la presenza per un certo periodo o per tutta la vita di un microrganismo estraneo all'interno del corpo, la malattia è la manifestazione clinica dell'infezione. Un individuo "portatore sano" è colui che ha l'infezione ma non presenta la malattia. Molti virus provocano infezioni ma non causano malattie.

Nell'infezione da HIV la differenza non è fra chi si ammala e chi non si ammala di AIDS, semplicemente alcuni soggetti, i long survive, sviluppano la malattia in tempi più lunghi. Su base genetica e per una serie di altri fattori gli individui reagiscono in modo differente all'attacco del virus.

Altri virus. Ebola. E' un virus esotico. Rimane circoscritto in Africa, colpisce popolazioni che vivono vicino a popolazioni di scimmie. La malattia di Malburgo è una variante di Ebola: un'infezione avvenuta in Germania in una laboratorio di virologia in cui erano state importate degli esemplari di scimmie malate. Herpes simplex. E' un esempio di adattamento virus-uomo. L'infezione avviene per via aerea attraverso microparticelle di saliva che passano da un organismo all'altro. Il virus si moltiplica e dà un'infezione generalizzata di cui spesso non ce ne accorgiamo. Il sistema immunitario distrugge i virus ma una piccola percentuale rimane all'interno del ganglio trigeminale. Quando l'organismo è stressato il virus passa nelle cellule delle labbra e si moltiplica; e attraverso la saliva passa ad un altro individuo.

L'organismo è in grado di fronteggiare gli attacchi dei virus se continua a "frequentarli" mentre se non ha più relazioni con loro per un periodo più o meno lungo di tempo non è in grado di sconfiggerli se ne viene nuovamente in contatto. Un esempio di ciò è dato dal virus della varicella: per 2000 3000 anni gli Indios non si erano più infettati perché avevano "perso" il virus; i conquistadores l'hanno riportato all'interno die villaggi provocando uno sterminio nella popolazione.

La mia sfida come professore universitario è cercare di rendere semplici le spiegazioni così come semplici sono i virus; come ricercatore, contribuire all'avanzamento della conoscenza (studio un virus JC, di cui il 90% degli individui ne è infetto; un virus la cui presenza si fa sentire quando l'organismo è debole); come medico a San Vittore, fare esami alla stessa altezza del laboratori esterni al carcere.