I virus nelle malattie neurodegenerative
I virus sono tra gli agenti patogeni più comuni sul nostro pianeta, responsabili di una vasta gamma di malattie, tra cui la recente pandemia. Da un punto di vista biologico, i virus sono degli endoparassiti cellulari obbligati, in grado di dirottare i meccanismi di trascrizione e traduzione cellulari per sfruttarli per il loro ciclo replicativo. Recenti studi hanno dimostrato come alcune infezioni virali possono aver ripercussioni sul nostro sistema nervoso e quindi esistono delle relazioni tra virus e malattie neurodegenerative. Tra queste troviamo le infezioni da herpesvirus, citomegalovirus, HIV, Epstein Barr virus, coxsackievirus. Infine, anche il SARS-CoV-2 sembra coinvolgere, con dei meccanismi tuttora in fase di studio, il nostro sistema nervoso.
Tre meccanismi per infettare il sistema nervoso
Diversi studi suggeriscono che i virus possono accedere al sistema nervoso mediante tre modalità. La prima prevede l’infezione da parte del virus delle cellule che costituiscono la barriera ematoencefalica. Un secondo meccanismo è rappresentato dall’infezione delle terminazioni nervose periferiche, che vengono quindi percorse in senso retrogrado dal virus sino a raggiungere il sistema nervoso centrale. Infine, alcuni virus possono infettare le cellule immunitarie in grado di attraversare la barriera ematoencefalica, sfruttandole come veri e propri “cavalli di Troia” per penetrare nel sistema nervoso centrale.
L’inizio del processo di neurodegenerazione
Una volta penetrati nel sistema nervoso, tali virus possono provocare encefaliti, encefalomieliti o meningiti virali. Tuttavia, nonostante il nostro sistema immunitario riesca a debellare l’infezione, ciò può portare all’insorgenza di danni anche permanenti alle strutture cerebrali che possono innescare il processo di neurodegenerazione.
Infezioni virali e morbo d’Alzheimer
Alcuni studi hanno evidenziato l’esistenza di una possibile connessione tra infezioni virali e morbo d’Alzheimer. L’Alzheimer è un disturbo neurodegenerativo caratterizzato da un graduale declino cognitivo, della memoria, del giudizio e delle funzioni astrattive, dovuto alla progressiva degenerazione delle aree corticali e limbiche. Tra le caratteristiche dell’Alzheimer vi è presenza di grovigli neurofibrillari in alcune strutture cerebrali, dovuti ad alterazioni a carico della proteina citoscheletrica tau, depositi di placche senili, derivanti dall’eccessiva deposizione di proteina amiloide, e, in ultimo, un’attivazione del sistema immunitario con susseguente infiammazione cronica.
Fra i virus che sono stati associati al manifestarsi del morbo di Alzheimer troviamo gli herpesvirus (HHV1 – HHV6 – HHV7), l’Epstein Barr virus e il citomegalovirus. Tra questi, l’herpesvirus 1 sembra essere particolarmente importante, in quanto sembra favorire sia la deposizione di proteina amiloide che la formazione di grovigli neurofibrillari ricchi di proteina tau.
La sclerosi multipla tra le malattia neurodegenerative indotte da virus
Un’altra malattia neurodegenerativa strettamente connessa alle infezioni virali è la sclerosi multipla. La sclerosi multipla è un disturbo neurodegenerativo e neuroinfiammatorio del sistema nervoso centrale caratterizzato da lesioni della mielina e degli assoni neuronali, con conseguente morte neuronale, e che porta progressivamente a disabilità fisiche e cognitive. Si suppone che la patogenesi della sclerosi multipla coinvolga un meccanismo immunologico.
Una causa ipotizzata è rappresentata da un’infezione provocata da un virus che, quando attivata, induce una risposta autoimmune secondaria. A conferma di ciò, nei soggetti affetti da sclerosi multipla sono stati trovati elevati livelli trascrizionali nel sistema nervoso centrale degli herpesvirus HHV3 e HHV6, ma anche di alcuni coronavirus e dell’Epstein Barr virus.
La sclerosi laterale amiotrofica e virus: un’altra tra le malattia neurodegenerative
La sclerosi laterale amiotrofica è un disturbo neurodegenerativo caratterizzato da una progressiva perdita dei motoneuroni corticali e spinali. Anche se una ristretta frazione di casi di malattia è dovuta a mutazioni in geni ben noti, la maggior parte di essi presenta una eziologia multifattoriale, derivante cioè dall’interazione tra fattori di rischio genetici e ambientali. Tra i fattori di rischio di ambientali spiccano senza dubbio le infezioni virali.
Tra i virus coinvolti nella patogenesi della sclerosi laterale amiotrofica troviamo l’HIV. Il virus dell’HIV riesce penetrare sistema nervoso utilizzando i linfociti e i monociti come veicoli. I bersagli dell’HIV nel sistema nervoso includono la microglia, gli astrociti ed i neuroni motori, portando all’instaurarsi di uno stato di infiammazione e, in seguito, di neurodegenerazione. Per questo motivo i soggetti con HIV, nelle fasi avanzate di malattia, sviluppano disturbi motori, molto simili a quelli della sclerosi laterale amiotrofica.
Un’altra classe di virus coinvolti nella patogenesi della sclerosi laterale amiotrofica è data dagli enterovirus, in particolare dai coxsakievirus. Alti livelli di RNA dei coxsackievirus sono stati osservati in campioni di biopsie spinali dei soggetti affetti da sclerosi laterale amiotrofica; inoltre, questi virus posseggono un tropismo per i neuroni motori e infezioni prolungate in modelli animali possono portare a deficit motori paragonabili a quelle dei soggetti con sclerosi laterale amiotrofica.
Il virus pandemico SARS-CoV-2 e malattie neurodegenerative: cosa sappiamo
Riguardo il SARS-CoV-2, non è ancora chiaro se tale virus sia in grado o meno di accedere al nostro sistema nervoso. Uno studio recente ha dimostrato come il virus non entri direttamente nel nostro sistema nervoso centrale, sottolineando però come come i soggetti infettati presentino una ridotta funzionalità dei neuroni della corteccia frontale e un aumento di espressione de geni correlati alla depressione e alla schizofrenia. Tuttavia, l’impatto di questo virus sul sistema nervoso centrale sia ancora sotto oggetto di studio.
Si ipotizza comunque un qualche tipo di coinvolgimento indiretto in quanto più di un terzo dei soggetti infettati presenta sintomi neurologici anche a distanza di molto tempo dall’infezione che si manifestano nella sindrome da fatica cronica ed encefalomielite.
Se ti è piaciuto l’articolo ti consigliamo di leggere: Malattie neurodegenerative: il controverso ruolo dei microrganismi.
Bibliografia
- T. Alfahad, A. Nath, Retroviruses and amyotrophic lateral sclerosis, Antiviral Res, 2013. 99: p. 180-187.
- R. Alvarez-Lafuente et al., Herpesviruses and human endogenous retroviral sequences in the cerebrospinal fluid of multiple sclerosis patients, Mult Scler, 2008. 14: p. 595–601.
- J. S. Burks et al., Two coronaviruses isolated from central nervous system tissue of two multiple sclerosis patients, Science, 1980. 209: p. 933–934.
- I. Carbone et al., Herpes virus in Alzheimer’s disease: relation to progression of the disease, Neurobiol Aging, 2014. 35(1): p.122-129.
- G. Mameli et al., Expression and activation by Epstein Barr virus of human endogenous retroviruses-W in blood cells and astrocytes: inference for multiple sclerosis, PLoS One, 2012. 7: e44991.
- N. Nagata et al., Differential localization of neurons susceptible to enterovirus 71 and poliovirus type 1 in the central nervous system of cynomolgus monkeys after intravenous inoculation, J Gen Virol, 2004. 85: p. 2981-2989.
- A. Nath and B. Smith, Neurological issues during COVID-19: An overview, Neurosci Lett, 2021. 742: 135533.
- V. Protto et al., Role of HSV-1 in Alzheimer’s disease pathogenesis: A challenge for novel preventive/therapeutic strategies, Curr Op Pharmaco, 2022. 63: 102200.
- B. Readhead, et al., Multiscale Analysis of Independent Alzheimer’s Cohorts Finds Disruption of Molecular, Genetic, and Clinical Networks by Human Herpesvirus, Neuron, 2018. 99 :e67.
- C. J. Woodall et al., Sequences specific for enterovirus detected in spinal cord from patients with motor neurone disease, BMJ, 1994. 308: 1541-1543.
- Y. C. Xue et al., Enteroviral Infection: The Forgotten Link to Amyotrophic Lateral Sclerosis?, Front Mol Neurosci, 2018. 11: 63.
