Gli scienziati sanno che i virus sono contagiosi e possono diffondersi rapidamente, ma come interagiscono tra loro?

Per comprendere come si diffondono i virus, e alla fine evolvere, Samuel Díaz-Muñoz, assistente professore di microbiologia e genetica molecolare presso il College of Biological Sciences dell'Università della California, Davis, esplora il trambusto della vita sociale dei virus in un nuovo articolo pubblicato su Cellula ospite e microbi .

I virus si affidano agli host per sopravvivere e riprodursi, infettando tutte le forme di vita da piante e animali a batteri e altri microrganismi unicellulari. Presente in quasi tutti gli ecosistemi, si ritiene che esistano milioni di diversi tipi di virus.

La concorrenza è spietata all'interno dei loro minuscoli mondi. Poiché più virus spesso co-infettano lo stesso host, hanno sviluppato strategie per interagire tra loro, dallo sfruttamento alla cooperazione. Alcuni virus addirittura "imbrogliano" sfruttando la riproduzione di altri virus.

Díaz-Muñoz chiede agli scienziati di dare un nuovo sguardo ai virus per avere l'opportunità di sviluppare nuove prospettive per affrontare il trattamento delle malattie virali.

"Abbiamo visto sempre di più come le cose che non pensavamo fossero sociali sono sociali e ci sono molti processi biologici fondamentali che sono sociali, " Egli ha detto.

Una visione virale della socialità

Sebbene si sappia molto sugli scambi di virus-host, il quadro concettuale di come i virus interagiscono tra loro è molto meno chiaro. Concentrarsi sulle interazioni virus-virus può aiutare a far luce su molti comportamenti inspiegabili, come il modo in cui si evolvono i virus.

"Sono interessato a come le interazioni tra gli individui influenzano la riproduzione, " disse Díaz-Muñoz. "E la riproduzione, Certo, è la chiave per l'evoluzione".

La ricerca di Díaz-Muñoz porta le interazioni virus-virus sotto i riflettori attraverso la teoria dell'evoluzione sociale, che enfatizza gli effetti del comportamento sociale sul successo di un organismo nel suo ambiente.

In certi casi, i virus possono evolversi per rallentare i loro tassi di infezione a livello cellulare, consentendo agli host di vivere più a lungo e di trasmettere il virus alla propria comunità. In effetti, il virus posticipa la propria proliferazione diretta in un ospite per il più grande, obiettivo collettivo di diffondere le sue generazioni future a molti host.

I virus non possiedono le capacità intellettuali e i corrispondenti segni di cognizione comportamentale visti in organismi più complessi, ma i tratti comportamentali con qualche base genetica possono ancora evolversi per selezione naturale.

"Anche se usiamo parole come 'conflitto' e 'cooperazione' che colloquialmente significano certe cose, questi sono in realtà basati sulla teoria matematica e non richiedono processi cognitivi complessi, " ha detto. "Non hai bisogno di una cognizione complessa per avere un'evoluzione sociale".

Usare concetti di evoluzione sociale per combattere la virulenza

Díaz-Muñoz ha precedentemente studiato il comportamento sociale di piccole scimmie chiamate tamarini, osservando come le interazioni tra individui imparentati hanno influenzato la loro riproduzione.

Allo stesso tempo, altri ricercatori avevano iniziato ad applicare la teoria dell'evoluzione sociale ai microbi, come batteri e altri microrganismi unicellulari. Díaz-Muñoz ha preso nota. Più indagava, più ne diventava incuriosito.

Oggi, Díaz-Muñoz spera che una visione sociale dei virus possa aiutare gli scienziati a progettare terapie migliori.

vaccini antinfluenzali, Per esempio, contenere un indebolito, o attenuato, variante di un virus. Suscitano ancora una risposta immunitaria, ma non sono abbastanza forti da far ammalare i padroni di casa.

I cosiddetti virus "cheating" di successo si comportano in modo simile a questi virus attenuati. Aumentano le proprie possibilità di successo evolutivo sfruttando la riproduzione di altri virus per favorire la propria riproduzione. In alcune infezioni miste, i virus imbroglioni competono con altri virus, ma diminuire l'idoneità complessiva dell'intera popolazione virale.

Sapere come i virus imbroglioni influenzano l'idoneità di una popolazione virale potrebbe portare a nuove strategie che impiegano virus imbroglioni per limitare le epidemie virali.

"Si scopre che molti di questi virus imbroglioni sono stimolatori piuttosto potenti della risposta immunitaria, più del vero virus intatto, ", ha affermato Díaz-Muñoz. "Conosciamo le condizioni in cui vengono generati questi imbroglioni, quindi possiamo utilizzare tale conoscenza per generare altri virus attenuati che potrebbero funzionare meglio come vaccini".