Per la prima volta, i ricercatori dell'Università di Umeå, in Svezia, possono ora mostrare come si comporta il temuto poliovirus quando prende il controllo di una cellula infetta e induce la cellula a produrre nuove particelle virali. Si pensava che la poliomielite fosse quasi eradicata, ma ora l'infezione è stata riscoperta a Londra e New York.

"Ora abbiamo una comprensione completamente diversa di come agisce il virus e quindi migliori opportunità per la ricerca per trovare forse nuovi modi per frenare i progressi del virus in futuro", afferma Lars-Anders Carlson del Dipartimento di Chimica Medica e Biofisica di Umeå Università.

Il temuto poliovirus appartiene alla stessa grande famiglia, gli enterovirus, di molti comuni raffreddori. È noto da tempo che gli enterovirus riorganizzano drasticamente l'interno degli infetti, ma non si sa esattamente come, semplicemente perché la tecnologia non ci ha permesso di vedere così in profondità le cellule. Grazie all'avanzato microscopio crioelettronico di Umeå, i ricercatori sono stati in grado per la prima volta di acquisire immagini tridimensionali di come il poliovirus si forma e si impossessa delle cellule umane.

"Siamo rimasti sorpresi di vedere come il virus trasforma i processi nella cellula che altrimenti vengono utilizzati per distruggere i virus per produrre invece nuovi virus", afferma Lars-Anders Carlson.

I ricercatori sono stati in grado di identificare il sito nella cellula in cui il poliovirus forma nuove particelle virali, vedendo siti con virus semiassemblati. Sorprendentemente, questa "fabbrica di virus" nella cellula si è rivelata essere superfici nella cellula che assomigliavano a un processo altrimenti normale nella cellula, l'autofagia. L'autofagia è un processo nelle cellule scoperto relativamente di recente che è stato oggetto del Premio Nobel 2016. Normalmente, l'autofagia serve ad abbattere le particelle di cui la cellula vuole sbarazzarsi, come le particelle di virus. Ma il poliovirus riesce a riprogrammare questo meccanismo di difesa contro i virus per produrre invece più virus.

I ricercatori hanno scoperto che alcune proteine ​​sono particolarmente importanti. La proteina VSP34 viene utilizzata dal virus per creare nuove particelle virali. Quando i ricercatori hanno inibito VSP34, hanno potuto vedere che il virus riusciva a malapena ad assemblare virus interi, ma per lo più solo metà particelle di virus. Un'altra importante proteina si chiama ULK1, che rallenta la produzione di virus. I ricercatori hanno potuto vedere che la quantità di virus è esplosa quando questa proteina è stata inibita. Ciò conferma la teoria secondo cui il poliovirus abbatte questo "freno".

Una volta che il virus si è moltiplicato nella cellula, le particelle devono essere rilasciate per infettare nuove cellule. Questo viene fatto rilasciando le particelle in piccoli pacchetti, chiamati vescicole. Qui, i ricercatori hanno anche fatto una scoperta sorprendente; avviene un accurato smistamento di ciò che è racchiuso nelle vescicole. Solo i virus che si sono formati correttamente e che portano il materiale genetico del virus vengono posti nelle vescicole, mentre le particelle di virus vuote non possono entrare. In questo modo, il virus può diffondersi in modo più efficiente.

"Le nuove conoscenze che stiamo contribuendo sul ruolo dell'autofagia nella formazione del virus potrebbero fornire nuove informazioni per lo sviluppo di futuri antivirali che potrebbero integrare i vaccini. Abbiamo buone ragioni per credere che i nostri risultati siano validi per il grande gruppo di virus a cui il poliovirus appartiene, agli enterovirus. Non esiste un vaccino contro la maggior parte degli enterovirus, ma un antivirale che agisce sul sistema dell'autofagia potrebbe essere efficace contro molti di essi. Tuttavia, c'è ancora molta strada da fare", afferma Lars-Anders Carlson.

La poliomielite è giustamente una malattia temuta che può causare paralisi e morte. Il poliovirus inizia nell'intestino ma può poi attaccare il midollo spinale. Non esiste ancora una cura per la malattia, ma l'unico modo per prevenirla è farsi vaccinare. In gran parte del mondo, le campagne di vaccinazione hanno avuto un tale successo che la malattia è considerata praticamente eliminata. Tuttavia, la poliomielite è persistita in alcuni paesi dell'Asia, dell'Africa e del Medio Oriente. Il poliovirus si trasmette principalmente attraverso le feci. Nel 2022, il virus è stato nuovamente rilevato nelle acque reflue di New York e Londra. Inoltre, New York ha avuto il primo nuovo caso in dieci anni di una persona rimasta paralizzata a causa di un'infezione da poliomielite.

La ricomparsa della poliomielite nei paesi sviluppati potrebbe essere in parte dovuta a un calo dei tassi di vaccinazione, poiché la malattia era considerata quasi eradicata, e anche alla crescente resistenza alla vaccinazione.

Lo studio è nato in collaborazione con ricercatori del National Institutes of Health, negli Stati Uniti, e della Monash University, in Australia. È pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications .