Penn State filma in laboratorio l'RNA dei virus Zika e chikungunya

All'interno di una cellula, un virus si nasconde in bella vista. Per Zika e chikungunya, due virus trasmessi dalle zanzare il cui materiale genetico è costituito da RNA, gli scienziati sono rimasti in gran parte all'oscuro di ciò che accade dopo l'infezione, perché pochi strumenti permettono di seguire il virus mentre si sposta all'interno di una cellula viva. Alla Penn State, un team guidato da Joyce Jose, professoressa associata di biochimica e biologia molecolare, ha ora filmato l'RNA virale di entrambi i virus mentre si muove all'interno di cellule infette vive in laboratorio.

La chiave è un marcatore chiamato Mango-II, una breve sequenza di DNA o RNA inserita direttamente nel genoma del virus. Si ripiega in forme sull'RNA virale a singolo filamento e si lega a una sostanza colorante che brilla di verde intenso al microscopio. Quando il virus entra nella fase di replicazione a doppio filamento, il bagliore si spegne. Inserire il marcatore è stata la parte più difficile: il genoma è così compatto che quasi tutto è essenziale, e il punto di inserzione abituale avrebbe impedito al virus di replicarsi. Il team ha quindi collocato il marcatore nella regione che codifica per le proteine, una soluzione mai adottata prima per visualizzare l'RNA virale. Secondo il team, il marcatore non interferisce con il ciclo vitale del virus.

I due virus si sono mossi in modo diverso. L'RNA di Zika è ancorato al reticolo endoplasmatico, la principale rete di produzione e trasporto della cellula, mentre l'RNA di chikungunya viaggia più ampiamente e più rapidamente lungo la membrana plasmatica. Jose paragona gli strumenti precedenti a una fotografia: la microscopia elettronica cattura immagini fisse e perde le interazioni momento per momento. L'imaging in tempo reale, afferma, è «la differenza tra una fotografia e un video». Il team sostiene che i modelli di movimento corrispondono a quanto descritto da studi precedenti pubblicati.

Lo stesso marcatore ha funzionato anche come una lenza da pesca. Una volta estratto l'RNA virale marcato dalle cellule infette, i ricercatori hanno individuato, dopo il confronto con due controlli, più di 200 proteine dell'ospite che hanno interagito con il virus Zika con elevata affidabilità, e un insieme più ridotto per chikungunya. 132 fattori dell'ospite sono condivisi dai due virus. Si tratta delle proteine cellulari di cui i virus hanno bisogno per sopravvivere, e ciascuna rappresenta un possibile punto d'intervento per un farmaco che interrompa l'infezione.

Per i pazienti, il beneficio è indiretto e lontano nel tempo. Jose fa notare che al momento non esistono buoni trattamenti antivirali per nessuna delle due infezioni. Lo studio non annuncia un farmaco né una data, e i suoi esperimenti sono stati condotti in laboratorio su cellule umane disponibili in commercio. Ciò che offre ai ricercatori che lavorano sugli antivirali è una mappa di chi, cosa, dove e quando il virus utilizza la cellula ospite, ricavata da un metodo che lascia intatta l'infezione. Jose afferma che potrebbe essere applicato a dengue, epatite C e rinovirus. Il team, secondo il suo racconto, ha impiegato da otto a nove anni per arrivare a questo imaging in tempo reale.