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Virus HIV: scoperta dinamica gemmazione virus

Da tempo è stato provato che il virus dell’immunodeficienza umana (HIV) invade le cellule immunitarie umane inducendole a produrre nuove copie del virus, che a loro volta vanno ad infettare nuove cellule.

Ma l’ordine degli eventi, la cinetica e le azioni dei singoli componenti alla gemmazione dell’HIV rimangono ancora poco chiari. Tuttavia, un team internazionale di ricercatori si è proposto di studiare il ruolo dell’enzima VPS4A, rivelando che esso svolge un ruolo più attivo in tutto il processo di quanto si pensasse finora.

VPS4A era già noto per la sua azione dopo il completamento della gemmazione del virus, ma grazie a una tecnica di microscopia avanzata, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che i complessi contenenti circa una dozzina di molecole VPS4A formano i punti nella membrana dove in seguito appaiono i nuovi virioni.

Il professor Lamb, uno dei principali ricercatori della Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) di Monaco di Baviera, in Germania, ha detto: “Siamo ora in grado di dimostrare in dettaglio, per la prima volta, come le proteine ospite interagiscono con i componenti dell’HIV per consentire loro di nascere dalle cellule infette. Con i metodi a nostra disposizione possiamo anche studiare gli effetti farmacologici sulle cellule infette, il che può consentirci di migliorare la loro efficacia o addirittura condurre allo sviluppo di nuove classi di composti attivi.”

I virus alterano il corso delle cellule a seconda del proprio scopo; una volta che il materiale genetico di un virus è entrato in una cellula ospite, la cellula ospite viene riprogrammata e produce nuove particelle virali. Per rilasciare questi nuovi virus, l’HIV sfrutta le proteine cellulari coinvolte nel caricamento, la cernita e l’esordio delle vescicole cellulare conosciute come proteine ESCRT. Durante l’esordio, l’HIV usa le ESCRT per tagliare l’ultima connessione fra il rivestimento virionale e la superficie cellulare, permettendogli di lasciare la cellula. L’enzima VPS4A fa parte del meccanismo ESCRT ed è necessario per lo scioglimento del complesso dopo l’uso, permettendo il riciclaggio dei suoi componenti.

Le scoperte svelano che VPS4A agisce nello stadio iniziale del processo di gemmazione. I ricercatori sono riusciti a individuare e tracciare il percorso dell’enzima tramite l’imaging ultrasensibile delle cellule vive. Sono stati in grado di guardare l’enzima e chiarire la dinamica della gemmazione dell’HIV dopo la sua fusione con una proteina fluorescente verde – di fatto un evidenziatore microscopico.

Si è visto che i complessi costituiti da circa tre dodecameri (un complesso proteico con 12 subunità) di VPS4A subiscono l’attivazione transitoria in un sito di gemmazione. Poco dopo, è stato osservato che i virioni spuntano dalla cellula in questi punti. Dato che il rilascio del virione non avviene immediatamente dopo l’attivazione di un enzima, i ricercatori ritengono che sia necessario almeno un ulteriore passo intermedio per la gemmazione. I risultati indicano che VPS4A ha un ruolo diretto nella scissione membranica conducendo al rilascio di HIV-1.

“La nostra attuale metodologia ci consente di monitorare l’assemblaggio dei singoli virioni e stiamo lavorando a ulteriori perfezionamenti che ci permetteranno di seguire l’intero ciclo di vita del virus HIV”, dice il professor Lamb. “Siamo già in grado di visualizzare alcune fasi del ciclo di vita a livello di un singolo virus, osservare le interazioni e determinare la cinetica di diversi processi.”

L’infezione umana da HIV è stata scoperta nel 1981 e da allora il virus ha ucciso milioni di persone in tutto il mondo. Le quattro vie principali di trasmissione sono il sesso non protetto, le siringhe infette, il latte materno e la trasmissione da una madre infetta al suo bambino alla nascita. Grazie allo screening dei prodotti ematici, la trasmissione dellHIV attraverso le trasfusioni di sangue è stata in gran parte sradicata nel mondo sviluppato.

I dati della Relazione globale 2009 dell’Organizzazione mondiale della sanità ha mostrato che 33,3 milioni di persone in tutto il mondo vivevano con l’HIV in quel momento, e che ogni anni venivano infettate 2,6 milioni di persone.

Questa ricerca continua sulla strada per chiarire l’intero processo dell’HIV, e per trovare infine una cura per l’HIV/AIDS, un aspetto sottolineato dal professor Lamb: “Il nostro obiettivo finale è di chiarire l’intero ciclo di vita del virus.”

Per maggiori informazioni, visitare:

LMU Monaco di Baviera:
http://www.en.uni-muenchen.de/index.html

Nature Cell Biology
http://www.nature.com/ncb/index.html

 

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