Virologia “borderline”: gli agenti subvirali

Parassiti dei virus

Solitamente si tende a pensare che i virus siano la più semplice e più piccola forma di parassita intracellulare obbligato esistente. Tuttavia questo non è del tutto corretto: persino i virus infatti hanno i propri parassiti con cui fare i conti!

Cosa sono gli agenti subvirali

Si tratta dei satelliti (chiamati anche virusoidi), entità patogene capaci d’interferire con il normale ciclo replicativo di un virus. Possono perciò influenzare attivamente il decorso di un’infezione e le varie fasi della sua patogenesi.

Essi fanno parte del gruppo dei cosiddetti:”Agenti subvirali”, che comprende al suo interno anche un altro tipo di patogeno insolito, i viroidi.

In entrambe i casi si tratta di semplici molecole di RNA nudo, non racchiuso cioè né all’interno di un capside né di un envelope, diversamente da quanto accade per il genoma virale. Tuttavia satelliti e viroidi differiscono tra loro per molti aspetti importanti.

Agenti subvirali: Virusoidi

I satelliti (o virusoidi) sono molecole di RNA a singolo filamento alquanto grandi (mediamente sono formati da circa 500-2000 nucleotidi). Per la loro replicazione dipendono completamente dalla presenza di un virus genericamente chiamato:”Helper”, a cui sono strettamente associati.

Essi viaggiano infatti obbligatoriamente impacchettati all’interno del capside virale dell’helper. Non sono dotati di una struttura secondaria complessa e se fossero dispersi nell’ambiente si degraderebbero facilmente.

Sono noti satelliti associati a certi specifici virus delle piante, batteriofagi o virus animali ma ancora non si conosce esattamente quando e come, nel corso dell’evoluzione, sia apparsa questa relazione né il suo specifico grado di selettività. Tanto più che studi di sequenziamento genomico mostrano che raramente c’è similarità di sequenza tra un satellite ed il suo helper.

Alcuni esempi di satelliti

Gli esempi di satelliti meglio conosciuti e caratterizzati riguardano per lo più certe patologie delle piante, quali l’RNA satellite del virus del nanismo giallo dell’orzo (helper: luteovirus), l’RNA satellite del virus della maculatura anulare del tabacco (helper: nepovirus). Ma anche l’RNA satellite del virus della maculatura del trifoglio sotterraneo (helper: sobemovirus).

I virusoidi si replicano nel citoplasma oppure nel nucleo della cellula infettata dal loro helper. La scelta del sito di replicazione dipende strettamente da dove l’helper svolge la sua, perchè richiede lo stesso enzima RNA polimerasi RNA dipendente che il virus si porta dietro. Per questo motivo i satelliti interferiscono attivamente con la replicazione virale.

Ciò determina, nell’organismo infetto, una sintomatologia caratteristica e ben riconoscibile, non evidenziabile nel caso in cui l’infezione sia dovuta al virus helper da solo. Alcuni satelliti codificano anche proteine, la cui funzione non è stata però ancora ben definita.

Agenti subvirali: Viroidi

Diversamente dai precedenti, i viroidi sono molecole di RNA molto più piccole (mediamente sono formati da 200-400 nucleotidi al massimo), di forma circolare. Tuttavia essi presentano un alto grado di struttura secondaria dovuta a numerosi ripiegamenti della molecola su se stessa, che li porta ad assumere una conformazione finale tipica a bastoncello (Fig.1)

Struttura tipica di un viroide; l'alto livello di struttura secondaria porta alla caratteristica conformazione a bastoncello della molecola finale. - agenti subvirali
(Fig.1) Struttura tipica di un viroide; l’alto livello di struttura secondaria porta alla caratteristica conformazione a bastoncello della molecola finale.

Grazie a ciò, essi sono dotati d’incredibile stabilità e resistenza. Possono infatti resistere a diverse condizioni ambientali nudi nel suolo per un tempo sufficientemente lungo da garantirgli il trasferimento in un diverso ospite.

Infatti i viroidi non necessitano affatto di un virus helper per la loro replicazione. Hanno invece necessità di una cellula vegetale, che infettano sia meccanicamente (l’esatta patogenesi non è ancora nota), sia grazie all’azione di certi insetti vettori oppure ancora mediante propagazione vegetativa (cioè divisione vegetativa di una pianta già infetta).

Il genoma dei viroidi

Il genoma viroide non codifica nessuna proteina e per replicarsi utilizza l’RNA polimerasi II espressa dalla cellula ospite, sebbene possa utilizzare anche altri tipi di RNA polimerasi RNA dipendenti espresse in alcune cellule eucariotiche; la replicazione avviene nel nucleo.

Tutti i viroidi presentano una regione altamente conservata di sequenza che sembra sia indispensabile per portare a termine la replicazione. Inoltre, diversamente da quanto accade per i satelliti, i viroidi hanno frequentemente similarità di sequenza con quelle della cellula infettata, in particolare con quella di un introne presente sugli RNA ribosomali 5.8 S e 25S, oltre che con quella presente invece sul snRNAU3 (un RNA eucariotico coinvolto nei processi di splicing).

E’ stato verificato che, a cagione di ciò, i viroidi possono interferire attivamente con i processi di sintesi delle proteine nelle cellule infettate, dando luogo ad una sintomatologia tipica e riconoscibile.

Alcuni esempi di patologie da viroidi

Esempi di patologie dovute ad infezione da viroidi sono l’epidermide ulcerosa della mela (ASSVd) (Fig.2), il viroide latente del luppolo (HLVd) ed il cadang-cadang (CCVd) che colpisce le piantagioni di cocco.

Si potrebbe pensare, dato che la maggior parte di satelliti e viroidi è causa di patologie nel mondo vegetale, l’interesse sia confinato in quest’ambito soltanto ma non è affatto cosi’.

Effetti del viroide dell'epidermide ulcerosa della mela. - agenti subvirali
(Fig.2) Effetti del viroide dell’epidermide ulcerosa della mela.

Virus dell’epatite delta (HDV)

Il virus dell’epatite delta (HDV), responsabile di malattia nell’uomo, rappresenta infatti un esempio di molecola chimerica in grado di coniugare alcune caratteristiche tanto dei satelliti quanto dei viroidi. Esso richiede il virus dell’epatite B (HBV) umano come virus helper per la sua replicazione e viene trasmesso con le stesse modalità di quest’ultimo. (Fig.3)

Caratteristiche dell’HDV

E’ dotato di un involucro protettivo lipidico (envelope) contenente proteine codificate da HBV ed ha un genoma ad RNA a struttura bastoncellare come quello dei viroidi. Si presenta ubiquitariamente ovunque sia presente infezione da HBV e ne potenzia la patogenicità. Causao episodi di epatite fulminante dieci volte più frequentemente rispetto a quelli causati dal solo virus helper e con un tasso di letalità molto elevato: circa 80 % dei casi.

Vaccino contro l’HDV

Fortunatamente, dal momento che HDV richiede necessariamente la presenza del suo helper HBV per la replicazione, la vaccinazione attualmente disponibile contro quest’ultimo risulta preventiva anche nel controllo dell’infezione da HDV.

HBV e HDV a confronto: HBV ha un genoma a DNA, HDV ad RNA; entrambe sono racchiusi in un envelope ma HBV è dotato anche di un capside. Le proteine virali antigeniche di superficie sono però le stesse per entrambi. - agenti subvirali
(Fig.3) HBV e HDV a confronto: HBV ha un genoma a DNA, HDV ad RNA; entrambe sono racchiusi in un envelope ma HBV è dotato anche di un capside. Le proteine virali antigeniche di superficie sono però le stesse per entrambi.

Bibliografia di riferimento

Crediti per le immagini

 

Foto dell'autore

Simone Rinaldi

Autore e amministratore di Microbiologia Italia. Laureando in Biotecnologie Farmaceutiche presso l'Università degli Studi di Milano con una tesi in Biocatalisi, precedentemente diplomato con maturità classica. Unisco l'amore per la scienza a quello per le discipline umanistiche: ho infatti molti interessi diversi, amo cucinare e sono un appassionato di romanzi e cinema, soprattutto per quel che riguarda il genere fantasy.

Hai suggerimenti che possano aumentare la qualità dei nostri contenuti sul sito di Microbiologia Italia o vuoi fornirci dei feedback per fare sempre meglio? Contattaci. Diffondi la scienza con noi e seguici su FacebookInstagramLinkedIn, TikTok, Twitter, Telegram e Pinterest. Ti piacciono i nostri articoli? Aiutaci con una Donazione o iscriviti alla nostra Newsletter ufficiale e potrai ricevere gratuitamente i fantastici articoli che giornalmente verranno pubblicati sul sito.

Rispondi