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La vita segreta dei virus vaccinali: perché si riproducono in modo così sorprendente nel corpo umano?
I virus vaccinali, in particolare il virus vaccinia (VACV), sono diventati rapidamente strumenti importanti per la salute pubblica negli ultimi secoli con lo sviluppo e l'uso diffuso di vaccini contro il vaiolo. Essendo un virus con involucro complesso, il genoma del virus vaccinico è lungo circa 190 kb e codifica circa 250 geni. Questo genoma ampio e unico consente al virus vaccinico di riprodursi in modo sorprendente nel corpo umano, ma quali sono i segreti sconosciuti nascosti dietro tutto ciò?
Il virus vaccinale si replica solo nel citoplasma della cellula ospite, rendendolo particolarmente diverso dagli altri virus a DNA.
Struttura e caratteristiche del virus vaccinico
La dimensione del virione del virus vaccinico è di circa 360 × 270 × 250 nanometri e ha una massa compresa tra 5 e 10 femtogrammi (fg). La sua speciale struttura consente al virus di svolgere efficienti processi di replicazione genetica e di sintesi proteica all'interno delle cellule. Durante il suo ciclo di infezione, il virus vaccinico produce una varietà di forme infettive, come il virus intracellulare maturo (IMV), il virus con involucro intracellulare (IEV), il virus con involucro associato alle cellule (CEV) e i virus con involucro extracellulare (EEV). Queste diverse forme virali svolgono un ruolo importante nella diffusione dei virus, in particolare dell’IMV, che è cruciale nella trasmissione da ospite a ospite.
Il meccanismo di trasmissione dei virus
Il virus Vaccinia è in grado di riavviarsi replicativamente (Multiplicity Reactivation, MR). Durante questo processo, anche se il genoma virale è danneggiato, più virus possono interagire tra loro per formare un genoma virale vitale. Questa proprietà non solo aggiunge vigore alla riproduzione del virus, ma contribuisce anche alla sua continua sopravvivenza all'interno dell'ospite. Nella loro ricerca, gli scienziati hanno scoperto che i virus colpiti da fattori come la luce ultravioletta, l’azoto dell’acqua del rubinetto o i raggi gamma possono anche produrre virus di progenie efficaci attraverso la risonanza magnetica, che offre loro un vantaggio di sopravvivenza attraverso la ricombinazione e la riparazione dei geni virali.
Meccanismo di resistenza all'ospite
Il genoma del virus vaccinico contiene anche diverse proteine che lo aiutano a resistere agli interferoni dell'ospite. La funzione principale di queste proteine è quella di sopprimere la risposta immunitaria dell'ospite al virus, il che consente al virus vaccinico di moltiplicarsi in modo efficiente nell'ospite e riduce la capacità del sistema immunitario dell'ospite di riconoscerlo. Ad esempio, proteine come K3L ed E3L possono inibire efficacemente l’attività della PKR, rafforzando ulteriormente la resistenza al virus vaccinico.
La storia e l'applicazione dei vaccini
Nel 1796, il medico britannico Edward Jenner scoprì per la prima volta che il vaiolo bovino poteva fornire protezione contro il vaiolo, ponendo le basi per lo sviluppo di vaccini. Nel corso del tempo, il virus vaccinico è stato gradualmente identificato come il componente principale del vaccino contro il vaiolo, sebbene le registrazioni delle sue origini siano relativamente vaghe. Gli scienziati ipotizzano che i virus vaccinia, vaccinia e variola possano aver avuto origine dallo stesso virus ancestrale, il che spiegherebbe le loro proprietà simili.
L'uso del vaccino contro il vaiolo bovino ruota sempre attorno a una domanda: come proteggere efficacemente gli esseri umani senza causare l'infezione da vaiolo?
Situazione attuale e prospettive future
Con il progresso della scienza e della tecnologia, anche l'applicazione del virus vaccinico nella terapia genica e nell'ingegneria genetica ha ricevuto ampia attenzione. La ricerca della comunità scientifica sul virus vaccinico non è solo benefica per la prevenzione del vaiolo, ma fornisce anche nuove idee per lo sviluppo di vaccini moderni. Nell’uso della forma moderna del vaccino contro il vaiolo, ACAM2000, e di varie altre varianti del virus vaccinico, siamo stati in grado di testimoniare la straordinaria vitalità e adattabilità del virus vaccinico.
Tuttavia, durante l'uso dei vaccini, dobbiamo considerare anche i potenziali effetti collaterali e i rischi per i gruppi con un'immunità inferiore. La capacità riproduttiva del virus vaccinico è certamente sorprendente, ma come vaccino può davvero raggiungere la sua missione di proteggere gli esseri umani?
