Un importante passo avanti nella ricerca sull'HCV
Un team di ricerca di Hannover adatta il virus dell'epatite C per infettare le cellule epatiche di topo
L'unico ospite naturale del virus dell'epatite C (HCV) è l'uomo. Gli organismi modello per gli studi di laboratorio, soprattutto i topi, non possono essere infettati, il che rende estremamente difficile la ricerca di un vaccino contro l'HCV, perché l'effetto protettivo di un candidato non può essere testato direttamente. Per capire perché il virus non può infettare i topi e per consentire lo sviluppo di nuovi modelli animali, i ricercatori del TWINCORE di Hannover hanno generato una variante virale adattata che può infettare le cellule epatiche di topo in vitro. La ricerca è stata pubblicata sul "Journal of Hepatology Reports".
L'Organizzazione Mondiale della Sanità stima che circa 50 milioni di persone siano attualmente affette dal virus dell'epatite C in modo cronico. Sebbene il virus sia stato oggetto di un'intensa attività di ricerca fin dalla sua scoperta, avvenuta 35 anni fa, e da una decina d'anni siano disponibili terapie efficaci, questa malattia infettiva rimane un grave problema sanitario a livello mondiale. Ogni anno circa 1 milione di persone viene ancora infettato dal virus e si contano più di 250.000 decessi legati all'HCV. Un vaccino efficace potrebbe contribuire ad affrontare il problema, ma non è ancora stato sviluppato, in parte perché non è possibile effettuare studi su animali da laboratorio - solitamente topi - affetti da HCV. Il virus infetta solo gli esseri umani e gli scimpanzé. Capire perché il virus non infetta i topi e come superare questa barriera è quindi una questione importante nella ricerca sull'HCV.
In precedenti lavori a New York e a Madrid, la dott.ssa Julie Sheldon, scienziata dell'Istituto di virologia sperimentale e prima autrice dello studio, aveva già studiato varianti dell'HCV che si adattavano meglio alle colture cellulari umane. "Ora stiamo descrivendo la prima variante dell'HCV in grado di infettare e replicarsi nelle cellule epatiche di topo", afferma Sheldon. Per ottenere questo risultato, Sheldon e i suoi colleghi sfruttano una proprietà caratteristica dell'HCV: "L'HCV è un virus a RNA che genera una popolazione molto ampia di varianti a causa dell'elevato tasso di replicazione e mutazione", spiega Sheldon. "Questa diversità consente al virus di adattarsi rapidamente alle mutevoli condizioni ambientali e ci ha permesso di adattare il virus a infettare le cellule di topo".
"La nuova variante dell'HCV si replica in modo molto efficiente nelle cellule epatiche isolate dai topi", spiega Sheldon. Il risultato è dovuto a un totale di 35 cambiamenti nelle proteine del virus. Si tratta di circa l'1% delle posizioni possibili - il virus è ancora al 99% identico al virus originale. "Tuttavia, l'infezione funziona solo se due fattori essenziali per l'ingresso delle cellule umane, CD81 e occludina, sono presenti sulla superficie delle cellule del topo e se la risposta immunitaria innata delle cellule è limitata - geneticamente o da un inibitore".
In ulteriori indagini, gli scienziati hanno combinato le varie mutazioni in un cosiddetto clone molecolare. Questo clone molecolare è stato utilizzato per scoprire con quale meccanismo il virus è stato in grado di superare la barriera di specie: "Le mutazioni erano presenti sia nelle proteine strutturali che in quelle non strutturali, che hanno portato a una maggiore infettività specifica e a una maggiore replicazione", spiega la dottoressa Melina Winkler, seconda autrice dello studio. "Sebbene le mutazioni nelle proteine del mantello contribuiscano all'adattamento, non sono le uniche responsabili del fenotipo".
L'adattamento del virus alle cellule di topo, mostrato per la prima volta, apre possibilità di ricerca completamente nuove. "Questo ci ha portato a un grande passo avanti nello sviluppo di un modello murino per l'HCV", afferma il Prof. Thomas Pietschmann, Direttore dell'Istituto di Virologia Sperimentale di TWINCORE. "Finora, lo sviluppo di un vaccino è fallito anche perché non avevamo un modello animale. Grazie alle nostre nuove scoperte, questo obiettivo è ora a portata di mano".
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Pubblicazione originale
Julie Ann Sheldon, Melina Winkler, Qinggong Yuan, Nicola Frericks, Richard John Phillip Brown, Csaba Miskey, Natascha Gödecke, Sara Behme, Katharina Rox, Giorgia Mysegades, Florian Vondran, Dagmar Wirth, Thomas Pietschmann; "Adapted hepatitis C virus clone infects innate immunity deficient mouse hepatocytes with minimal human HCV entry factors"; JHEP Reports
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