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Esistono esempi di virus a RNA non patogeni?

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Sembra che ci siano alcuni virus a DNA non patogeni, ad esempio il virus Foamy. I virus non patogeni sarebbero ottimi da utilizzare per applicazioni di terapia genica, tranne che i virus a DNA si incorporano nel genoma, il che potrebbe guidare l'oncogenesi. I virus a RNA non patogeni sarebbero fantastici, ma tutti i virus a RNA sembrano esserlo specialmente patogeno. Rabbia, Ebola, Bas-Congo, vaiolo, ecc.

Esistono virus a RNA "gentili"?


Patogeni ingegnerizzati e armi biologiche innaturali: la futura minaccia della biologia sintetica

Astratto: I recenti sviluppi in biochimica, genetica e biologia molecolare hanno reso possibile l'ingegneria degli organismi viventi. Sebbene questi sviluppi offrano mezzi efficaci ed efficienti con cui curare le malattie, aumentare la produzione di cibo e migliorare la qualità della vita per molte persone, possono essere utilizzati anche da attori statali e non statali per sviluppare armi biologiche ingegnerizzate. Il circolo virtuoso della bioinformatica, dei principi ingegneristici e delle scienze biologiche fondamentali funge anche da circolo vizioso abbassando il livello di abilità necessario per produrre armi. La minaccia degli agenti bioingegnerizzati è tanto più chiara in quanto la pandemia di COVID-19 ha dimostrato l'enorme impatto che un singolo agente biologico, anche naturale, può avere sulla società. È probabile che le organizzazioni terroristiche stiano monitorando da vicino questi sviluppi e che la probabilità di un attacco biologico con un agente ingegnerizzato sia in costante aumento.

La pandemia di COVID-19 ha dimostrato che significative minacce biologiche possono e emergeranno dalla natura senza preavviso, dimostrando che un singolo ceppo virale può avere un profondo impatto sulla società moderna. Ha anche dimostrato che le malattie infettive possono diffondersi rapidamente in una popolazione senza che l'ingegneria umana le renda i substrati ideali da cui sviluppare armi ingegnerizzate. Virus e batteri sono stati usati come armi per millenni. 1 Storicamente, le armi biologiche derivavano da fonti naturali, come l'antrace degli erbivori e degli animali domestici, e il vaiolo dei roditori. Quegli organismi patogeni che si sono rivelati adatti per l'armamento sono stati coltivati ​​direttamente dall'ambiente sono stati quindi isolati, purificati, immagazzinati, propagati e utilizzati per riempire le munizioni biologiche. 2 L'esempio più recente è stato la produzione e lo stoccaggio di numerosi agenti da parte del programma di armi biologiche dell'ex Unione Sovietica. In questo programma i patogeni sono stati selezionati per caratteristiche specifiche direttamente dall'ambiente naturale, propagati e conservati per un uso successivo. 3 Sebbene questi agenti patogeni si siano evoluti in natura allo scopo di persistere, non sono ottimizzati per la manutenzione, l'immagazzinamento e lo spiegamento in un ambiente militare. Di conseguenza, mentre gli agenti biologici non sono stati ampiamente impiegati come armi strategiche o tattiche da attori statali o non statali, ci sono alcuni esempi del loro uso nei conflitti. Il più significativo di questi è l'uso ben documentato di agenti batteriologici grezzi da parte dell'esercito giapponese contro la Cina durante la seconda guerra mondiale. 4

Recentemente, la convergenza dei progressi in informatica, ingegneria, scienze biologiche e chimica ha reso possibile progettare sistemi viventi per ottimizzare la crescita e aumentare la patogenicità (la propensione a causare malattie). Questo approccio interdisciplinare per fornire nuove funzionalità biologiche ha avuto un impatto positivo sulle industrie biotecnologiche e biofarmaceutiche. Allo stesso tempo, questi batteri e virus ingegnerizzati possono essere cooptati per scopi bellicosi. In effetti, l'uso di armi biologiche progettate potrebbe teoricamente dare a un attore statale o non statale un vantaggio asimmetrico rispetto a un avversario che favorisce le armi convenzionali.

La biologia sintetica (SynBio) è la disciplina scientifica che abbraccia tutti gli aspetti dell'ingegneria dei sistemi biologici. 5 A partire dalla scoperta della struttura chimica del DNA b negli anni '50, gli strumenti SynBio come la tecnologia del DNA ricombinante c e gli strumenti di modifica del genoma d si sono sviluppati rapidamente man mano che vengono scoperti i meccanismi molecolari fondamentali alla base della biologia. Questi strumenti SynBio stanno abbassando la soglia di istruzione, formazione, costo, tempo e attrezzatura necessaria per modificare e impiegare organismi patogeni come armi biologiche. La minaccia asimmetrica rappresentata dalle armi biologiche continuerà ad aumentare man mano che verranno sviluppati nuovi strumenti e tecniche e man mano che le organizzazioni terroristiche diventeranno consapevoli e ispirate dagli impatti economici, emotivi e destabilizzanti del governo a livello di società causati dalla pandemia di COVID-19. e In effetti, si può sostenere che il costo totale di questa pandemia, compresa la perdita di vite umane e lo stress per l'economia, potrebbe essere eguagliato solo dal dispiegamento di una bomba atomica. Pertanto, gli sviluppi in SynBio dovrebbero essere continuamente monitorati e rivalutati nel contesto del cambiamento tecnologico e della sua capacità di spostare il paradigma geopolitico. In questo articolo, gli autori descrivono come la natura modulare dei sistemi biologici li renda suscettibili di ingegneria, i recenti progressi nella biologia sintetica, l'impatto della biologia sintetica sul panorama delle minacce e le potenziali risposte politiche alla maturazione della biotecnologia in generale, e biologia sintetica in particolare. Questo articolo è stato sviluppato utilizzando fonti di letteratura sia primarie che secondarie recentemente pubblicate in articoli scientifici sottoposti a revisione paritaria.

La modularità intrinseca dei sistemi biologici
La modularità è essenziale per l'ingegneria mirata dei sistemi biologici per creare armi. In termini generali, la modularità si riferisce alla capacità di sostituire o aggiornare un'apparecchiatura. Ad esempio, un insieme di parti intercambiabili è ciò che consente a un individuo di modificare o ottimizzare un'apparecchiatura complessa, come un computer di casa o un'automobile. Il materiale genetico (DNA o RNA) di qualsiasi organismo contiene tutte le informazioni necessarie per il suo corretto funzionamento ed è composto da molti componenti modulari. Geni specifici possono essere rimossi da un patogeno e inseriti in un altro come mezzo per alterare l'attività del ricevente. 6 Questa modularità consente di misurare la prevedibilità degli effetti sulla complessa rete di geni quando si utilizzano metodi di ingegneria molecolare per inserire un gene estraneo in un genoma ospite. Ad esempio, la natura modulare del ceppo vaccinale non patogeno del genoma del poliovirus è ciò che gli consente di acquisire geni di patogenicità da altri virus e di tornare a uno stato patogeno (trasferimento genico orizzontale). 7 È stato ipotizzato che la modularità molecolare si sia evoluta come strumento genomico naturale, consentendo ai sistemi biologici di adattarsi rapidamente alle mutevoli condizioni ambientali. 8 Mentre il processo di acquisizione della patogenicità di un virus avviene naturalmente attraverso il trasferimento genico orizzontale da quando esistono questi agenti biologici, l'uso degli strumenti di ingegneria molecolare SynBio fornisce un percorso per cambiamenti mirati e precisi nei genomi su tempi rapidi non riscontrati in natura. I geni modulari possono essere mescolati e abbinati per aumentare la velocità con cui gli organismi possono evolversi e adattarsi, producendo il tipo di funzionalità richiesta da un dato ambiente e fornendo all'organismo un vantaggio selettivo rispetto ai suoi concorrenti. Attualmente è in corso uno sforzo per identificare il genoma minimo necessario per la sopravvivenza del ceppo di batteri più semplice. 9 Una volta determinato quali geni sono necessari per la sopravvivenza e la riproducibilità nei batteri, può essere possibile scambiare geni non essenziali con geni che conferiscono un numero qualsiasi di caratteristiche desiderate. Una maggiore comprensione della modularità dei sistemi biologici avrà un impatto sui campi della biosicurezza e della medicina militare fornendo un "kit di strumenti molecolari" che può essere utilizzato per scopi pacifici o dagli avversari per progettare e produrre agenti biologici.

La biologia sintetica consente la progettazione e lo sviluppo di armi biologiche
Nel 1997, un team di scienziati affermati all'interno di un gruppo noto come JASON f group si è riunito per discutere il futuro della guerra biologica. 10 Hanno identificato sei minacce biologiche emergenti che dovevano essere monitorate da pianificatori e strateghi militari: (1) lo sviluppo di armi binarie, g (2) la costruzione di geni designer, (3) l'uso della terapia genica come arma, ( 4) lo sviluppo di virus che sfuggono alla risposta immunitaria dell'ospite, (5) l'uso di virus che possono spostarsi tra insetti, animali e umani e (6) lo sviluppo di malattie del progettista. Queste minacce una volta erano considerate futuristiche e speculative. I progressi nelle tecniche SynBio, tuttavia, hanno spostato molte di queste contingenze previste dal regno della speculazione nel regno della realtà. Man mano che le tecniche di ingegneria molecolare del biologo sintetico diventano più robuste e diffuse, la probabilità di incontrare una o più di queste minacce si avvicina alla certezza.

La portata e l'impatto di SynBio sui futuri conflitti stato-stato e sulla violenza terroristica aumenteranno man mano che gli strumenti e le tecniche di questa disciplina continueranno a maturare e diffondersi in tutta la comunità scientifica, nonché tra i cittadini-scienziati alle prime armi nel do- laboratori di biologia fai da te che sono emersi in tutto il mondo negli ultimi anni. 11 La capacità di produrre agenti patogeni batterici e virali progettati su misura migliorerà la capacità degli attori statali e non statali ostili di sviluppare e dispiegare armi biologiche relativamente poco costose ed efficienti. Inoltre, alcune di queste armi saranno probabilmente progettate con maggiore patogenicità, stabilità ambientale e capacità di resistere allo shock dei rapidi cambiamenti di temperatura e pressione che possono accompagnare il lancio di una testata esplosiva. Di seguito sono riportati alcuni esempi notevoli del 21° secolo in cui gli scienziati hanno impiegato tecniche SynBio emergenti per riscoprire o ricreare microrganismi patogeni.

Nel 2002, gli scienziati della State University di New York a Stony Brook hanno sintetizzato chimicamente l'intero genoma del poliovirus, evidenziando il potenziale trasformativo di SynBio. 12 Sebbene questo sforzo sia stato compiuto da scienziati professionisti esperti nel corso degli anni in laboratori ben attrezzati, il playbook è ora disponibile gratuitamente e gli enormi progressi nelle tecniche di ingegneria molecolare da allora hanno solo ridotto la complessità di questo sforzo un tempo monumentale. Questo risultato è stato seguito dalla prima sintesi chimica di un genoma batterico molto più grande nel 2008 e dallo sviluppo di una cellula interamente sintetica nel 2010. 13 L'uso degli strumenti SynBio ha dotato gli scienziati della capacità di sezionare in modo mirato la serie intrinsecamente complessa di sostanze chimiche accoppiate reazioni che compongono il metabolismo cellulare fondamentale. Queste reti di reazioni possono essere progettate utilizzando geni modulari e strumenti molecolari per migliorare organismi prodotti sinteticamente con proprietà biochimiche desiderate. 14 Significativamente, combinando tecniche di laboratorio molecolari e cellulari standard con strategie di selezione (o evoluzione) cellulare, che vengono realizzate quotidianamente da studenti delle scuole superiori e universitari nelle lezioni di biologia e nelle competizioni di ricerca in tutto il mondo, la conoscenza dettagliata della natura di ogni reazione chimica è non richiesto per ottenere il risultato desiderato per l'agente biologico ingegnerizzato. 15

Nel 2005, un gruppo di ricercatori dei Centri statunitensi per il controllo delle malattie (CDC), della Mount Sinai School of Medicine, dell'Armed Forces Institute of Pathology e del Southeast Poultry Research Laboratory hanno ricostruito il virus dell'influenza pandemica del 1918. Questo è stato un esempio particolarmente sorprendente di come la natura modulare di un genoma virale potrebbe essere utilizzata per produrre un agente patogeno. 16 La ricostruzione è stata eseguita determinando prima le sequenze di codificazione genomica del virus da campioni di tessuto polmonare ottenuti da vittime di pandemia che sono stati conservati nel permafrost. 17 Le sequenze di DNA rilevanti sono state quindi inserite in una serie di filamenti circolari di DNA noti come plasmidi, che sono stati successivamente utilizzati per infettare le cellule renali umane ospiti. Come previsto, dalle cellule renali sono emerse particelle virali completamente funzionali e replicative. La patogenicità del virus ricostruito è stata valutata in topi, furetti e primati non umani e si è scoperto che il ceppo influenzale del 1918 era significativamente più letale dei ceppi moderni. 18 Ha prodotto gravi danni ai polmoni, ha stimolato una risposta immunitaria aberrante e ha portato allo sviluppo di titoli virali elevati (livelli di virus) sia nel tratto respiratorio superiore che in quello inferiore. 19 La procedura di ricostruzione è stata condotta in un normale laboratorio di biologia molecolare e tutti i materiali necessari per la costruzione di questa particella virale sono presenti in molti laboratori di biologia universitaria. I metodi che sono stati impiegati non sono al di là dei mezzi del dilettante di talento e quindi non al di là dei mezzi di un'organizzazione terroristica dedicata e ben dotata. 20

Più di recente, nel 2016, un piccolo gruppo di ricerca canadese è riuscito a costruire il virus infettivo del vaiolo direttamente da informazioni genetiche ottenute esclusivamente da un database pubblico per la somma relativamente modesta di $ 100.000 in valuta statunitense. 21 Il vaiolo è un parente geneticamente distinto dell'ormai estremamente raro virus del vaiolo. Il vaiolo era una volta una malattia pandemica molto temuta che sfigurava in modo permanente o poneva fine alla vita di milioni di persone in tutto il mondo. Le stesse tecniche utilizzate per costruire il vaiolo possono essere facilmente adattate per costruire il vaiolo con un investimento minimo di tempo e denaro. SynBio ha quindi posto la capacità di ricreare alcune delle malattie infettive più mortali conosciute alla portata del terrorista sponsorizzato dallo stato e del talentuoso attore non statale.

Il concorso International Genetically Engineered Machine (iGEM) fornisce un altro esempio lampante della facilità con cui l'ingegneria genetica può essere padroneggiata a livello universitario. 22 Il concorso iGEM è stato avviato da un gruppo di ricercatori non biologhi del Massachusetts Institute of Technology (MIT) che desideravano sviluppare e utilizzare strumenti di biologia sintetica simili al modo in cui gli ingegneri elettrici utilizzano una breadboard i e un insieme di parti intercambiabili e scalabili come resistori e condensatori. Questi scienziati e ingegneri volevano sviluppare un sistema facile da usare per ingegnerizzare geneticamente i batteri scambiando parti genetiche per creare geni e set di geni unici che producono proteine ​​nuove e utili e costringere gli organismi a svolgere compiti che normalmente non avrebbero compiuto . Al centro, la competizione iGEM è un insieme concordato di tecniche di ingegneria molecolare e una vasta libreria di parti di DNA a cui i concorrenti accedono nel loro tentativo di creare nuovi strumenti cellulari, circuiti biologici e prodotti genetici. Con il progredire della competizione nel corso degli anni, i partecipanti hanno approfittato dei nascenti strumenti SynBio per migliorare la complessità dei loro progetti. Oggi la raffinatezza dei progetti di ricerca degli studenti delle scuole superiori e degli studenti universitari ha eguagliato quella di molto personale altamente qualificato che lavorava in laboratori avanzati meno di un decennio fa. Mentre è stato affermato che i giovani studenti concorrenti diretti da un responsabile ricercatore principale non sono veramente indipendenti, 23 è importante notare che il concorso iGEM ha un requisito minimo di età, 24 quindi gli studenti delle scuole superiori non hanno esperienza con le procedure di laboratorio e hanno solo una scarsa conoscenza della biologia all'inizio della competizione. Tuttavia, quando questi studenti difendono il loro lavoro al Jamboree (fiera internazionale della scienza che si tiene ogni autunno), o hanno raggiunto una piena comprensione del lavoro o vengono giudicati male. iGEM ​​ha contribuito a democratizzare la scienza e l'ingegneria dei sistemi biologici a beneficio dell'umanità. L'organizzazione ha dedicato risorse significative agli sforzi in materia di biosicurezza, bioetica e biosicurezza 25 attingendo all'esperienza dei leader del mondo accademico e industriale. I leader della difesa devono prendere atto della diffusione di queste informazioni perché sia ​​gli attori statali che quelli non statali con intenti nefasti possono trarre vantaggio dal buon lavoro di questi giovani scienziati.

Un caso di studio sulla natura dual-use di queste attività può essere trovato nel progetto vincitore del 2017. Un team lituano ha creato uno strumento per migliorare il tasso di eredità delle sequenze geneticamente alterate attraverso generazioni di microbi. Sebbene questo strumento possa essere utilizzato da migliaia di ricercatori per scopi pacifici, esiste la possibilità che possa essere sfruttato per sviluppare armi biologiche ingegnerizzate alterando rapidamente i genomi del materiale di partenza. La squadra lituana era solo una delle 295 squadre in gara quell'anno. Erano 125 dall'Asia, 84 dal Nord America, 74 dall'Europa, 10 dall'America Latina e due dall'Africa. Questa competizione e queste tecnologie sono di natura veramente globale e, sebbene siano destinate a scopi pacifici e reciprocamente vantaggiosi, la scienza e gli strumenti creati possono essere manipolati da coloro che hanno cattive intenzioni. 26

Microscopio elettronico X150000, virus Variola (vaiolo) (BSIP/UIG tramite Getty Images)

L'impatto della biologia sintetica sul panorama delle minacce
Il panorama delle minacce è in continua evoluzione man mano che vengono fatti progressi nei materiali, nella potenza e nella velocità di calcolo e nella bioingegneria di virus e cellule. Mentre ci sono sfide nell'armare un sistema biologico, inclusa la contesa con la natura analogica della biologia, i vantaggi delle armi biologiche rispetto al fare affidamento su esplosivi convenzionali o armi nucleari includono le loro proprietà autogeneranti e la facilità nella creazione di un'arma binaria che consente una produzione sicura e montaggio. 27 Pertanto, è possibile per un avversario non sofisticato progettare armi biologiche con maggiore virulenza e infettività. Come già notato, una sfida per armare un sistema biologico è la natura analogica della maggior parte dei circuiti metabolici (rispetto ai segnali digitali che governano gran parte del mondo elettronico). Ulteriori sfide sono la presenza di rumore significativo nel normale funzionamento e risposta di questi circuiti biochimici e la difficoltà nell'ottimizzare i percorsi sintetici mantenendo la vitalità e la riproducibilità del sistema vivente.28 Tuttavia, l'uso di tecniche di selezione naturale in laboratorio preclude la necessità di una progettazione razionale dettagliata in modo che uno scienziato dilettante membro di un'organizzazione terroristica possa semplicemente impiegare tecniche SynBio per un gran numero di cellule e selezionare quelle che si comportano con l'effetto desiderato.

Le cellule sono l'unità fondamentale della vita che contiene tutta l'architettura molecolare necessaria per impegnarsi nel metabolismo (trasferire energia), crescere, adattarsi al loro ambiente, rispondere agli stimoli, riprodursi ed evolversi. Nelle giuste condizioni, le cellule si riempiranno e aumenteranno il loro numero se esiste abbastanza cibo e spazio. Uno scienziato che ha progettato una cellula con nuove proprietà può continuare a produrre quel sistema semplicemente alimentando le cellule, eliminando i prodotti di scarto e raccogliendo le cellule quando lo si desidera. I sistemi basati sulle cellule si sono co-evoluti con i virus che prendono di mira tipi di cellule molto specifici utilizzando proteine ​​recettoriali simili a serratura e chiave sia sul virus che sulla cellula. Sebbene i virus si basino sulle cellule per riprodursi, è pratica standard di laboratorio produrre quantità significative di virus utilizzando le loro cellule affini [cellule rilevate dai virus] come ospiti. A differenza delle armi convenzionali, lo sviluppo di armi biologiche richiede tutto il lavoro in anticipo e quindi il sistema si riprodurrà e fornirà al cattivo attore una scorta dell'arma finché l'ambiente favorevole alla crescita viene mantenuto.

SynBio facilita anche lo sviluppo di armi biologiche binarie. Sebbene la progettazione e la produzione di armi biologiche binarie possa essere stata difficile in passato, la capacità di progettare e "avviare" interi genomi ha rivoluzionato il processo. Con i moderni strumenti di biologia sintetica, uno studente universitario potrebbe plausibilmente progettare e produrre due virus correlati e non letali che sono individualmente innocui. Tuttavia, in seguito all'infezione dell'ospite con i due virus, la miscelazione dei due ceppi consente un ripristino completo e la produzione di virus patogeni altamente infettivi. È importante sottolineare che tale miscelazione genetica è stata anche documentata in natura in cui due o più ceppi di vaccini di poliovirus non patogeni possono ricombinarsi per formare ricombinanti patogeni. 29 Pertanto, non è difficile immaginare un attore non statale che sviluppi armi binarie costituite da componenti immagazzinati separatamente per la sicurezza durante il trasporto e poi riuniti in una munizione biologica prima della consegna.

I progressi in SynBio non sono avvenuti isolatamente. L'aumento della comprensione dei sistemi biologici e lo sviluppo degli strumenti della biologia molecolare che si sono verificati tra la fine del XX e l'inizio del XXI secolo sono stati paralleli a sviluppi proporzionati nell'automazione, nell'ingegneria, nell'informatica e nella tecnologia dell'informazione. In particolare, la facilità di aumentare la produzione di batteri e virus è aumentata esponenzialmente negli ultimi decenni grazie alla disponibilità di strumentazione poco costosa per la crescita, o coltura, di materiale biologico e allo sviluppo di reagenti standardizzati come i terreni di crescita batterica. da laboratori commerciali. 30 Un tempo competenza degli scienziati con dottorati in microbiologia, l'ingegneria genetica viene praticata ogni giorno nelle scuole superiori e nelle università di tutto il mondo. Le istruzioni, o protocolli, per questi processi sono disponibili gratuitamente su Internet e nei libri di testo universitari di microbiologia e biologia cellulare. Molte delle difficoltà incontrate dai primi microbiologi e biologi cellulari nella coltura dei microrganismi sono effettivamente diminuite, molti programmi avanzati di biologia di collocamento nelle scuole superiori degli Stati Uniti includono blocchi di istruzione sulla coltura e sull'ingegneria Escherichia coli (E. coli) e altre specie batteriche benigne. 31 Alcuni autori hanno sostenuto che le competenze e le capacità sviluppate nel corso di una carriera nelle scienze biologiche non sono a disposizione del dilettante e che ciò potrebbe ostacolare l'uso diffuso della biologia sintetica per lo sviluppo di armi biologiche. 32 Sebbene questo argomento possa essere vero per alcune delle tecniche più complesse in biochimica e biologia molecolare, le tecniche utilizzate per propagare batteri e virus e per tagliare e incollare sequenze genetiche da un organismo all'altro si stanno avvicinando al livello di abilità richiesto per utilizzare un libro di cucina o un computer di casa. Sarebbe necessaria una grande quantità di conoscenza per descrivere in dettaglio la biochimica, la genetica e la fisiologia del lievito di birra, ma chiunque abbia un libro di cucina, farina, lievito e zucchero può cuocere il pane. Allo stesso modo, la comprensione degli algoritmi necessari per manipolare le immagini sullo schermo di un computer richiede conoscenze specialistiche, ma chiunque può puntare su un'icona con il mouse per aprirla. Con l'aumento e la diffusione della tecnologia, coloro che dispongono di un semplice sistema di laboratorio domestico possono essere in grado di manipolare i geni batterici e virali senza una formazione esperta o anni di esperienza.

Risposte politiche alle potenziali minacce poste dalla biologia sintetica
Una risposta efficace alle minacce poste da coloro che utilizzano la biologia sintetica per scopi nefasti richiederà la vigilanza da parte dei pianificatori militari, lo sviluppo di contromisure mediche efficaci j da parte della comunità di ricerca e lo sviluppo di tecnologie diagnostiche e di caratterizzazione in grado di discriminare tra naturali e patogeni ingegnerizzati. Uno studio sulla controproliferazione della guerra biologica del 2002 ha identificato sei aree chiave di ricerca biologica di base che dovrebbero essere enfatizzate per proteggere dalla minaccia: genomica umana, immunologia e sviluppo di metodi per potenziare la risposta immunitaria genomica batterica e virale sviluppo di test batterici e virali k sviluppo di vaccini e lo sviluppo di nuovi agenti antivirali e antibiotici. 33 Sarà necessario uno sforzo continuo di ricerca e formazione all'interno del Dipartimento della Difesa per sviluppare e mantenere le competenze in ciascuna di queste aree.

La rapida disponibilità di personale civile e militare esperto è un prerequisito per un'efficace risposta agli incidenti. Pertanto, la formazione e l'istruzione in SynBio, ingegneria biologica e discipline correlate dovrebbero essere enfatizzate e finanziate. Esistono già molte organizzazioni per affrontare la minaccia del materiale biologico naturale, artificiale e armato. Queste organizzazioni includono la Defense Threat Reduction Agency (DTRA) il Chemical and Biological Center (CBC) a Edgewood, Maryland la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) la Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) i National Institutes of Health (NIH) i Centri per il controllo delle malattie (CDC) e il Dipartimento dell'agricoltura e della ricerca agricola degli Stati Uniti (USDA-ARS) negli Stati Uniti. L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), un'organizzazione specializzata all'interno delle Nazioni Unite, e diverse organizzazioni di ricerca e risposta in altri paesi hanno storicamente servito scopi simili. Ognuna di queste entità si occupa di sistemi radicati nel mondo naturale, e mentre alcune organizzazioni limitano la loro attenzione alle minacce naturali, tutte si occupano, in un modo o nell'altro, dello straordinario ritmo di sviluppo tecnologico unico per la comunità biomedica. Ogni progresso della biomedicina è a duplice uso, quindi spetta a coloro che hanno il privilegio di lavorare nel campo scientifico prevedere i modi in cui queste tecnologie potrebbero essere utilizzate per scopi nefasti e sviluppare le tecnologie e i sistemi necessari per minare gli sforzi di coloro che potrebbero usare queste entità biologiche uniche come armi.

Conclusione
SynBio è una tecnologia in rapido sviluppo e diffusione. L'ampia disponibilità dei protocolli, delle procedure e delle tecniche necessarie per produrre e modificare gli organismi viventi, combinata con un aumento esponenziale della disponibilità di dati genetici, sta portando a una rivoluzione scientifica che colpisce il panorama delle minacce che può essere rivaleggiato solo con lo sviluppo del bomba atomica. Man mano che la tecnologia migliora, il livello di istruzione e le competenze necessarie per progettare gli agenti biologici diminuiscono. Mentre storicamente solo gli attori statali avevano le risorse per sviluppare e impiegare armi biologiche, SynBio sta cambiando il paradigma della minaccia. L'impatto economico e sociale del COVID-19 ha evidenziato gli effetti ampi e duraturi che possono derivare dalla diffusione di un nuovo agente biologico. Questa esperienza collettiva ha aumentato la possibilità che le organizzazioni terroristiche tentino di utilizzare agenti biologici per attaccare in modo asimmetrico gli Stati Uniti ei suoi alleati. Questa possibilità dovrebbe essere anticipata e pianificata a tutti i livelli di governo. CTC

Il Dr. J. Kenneth Wickiser è professore di biochimica e decano associato per la ricerca presso l'Accademia militare degli Stati Uniti (USMA) e ha una vasta esperienza di lavoro su interruttori genetici ingegnerizzati e naturali in batteri e biomarcatori negli studi clinici sull'uomo. Ha conseguito il dottorato di ricerca in Biofisica Molecolare e Biochimica presso la Yale University e ha completato la sua formazione di ricerca post-dottorato presso la Rockefeller University nel Laboratorio di Neuro-oncologia Molecolare.

Il Dr. Kevin J. O'Donovan è Professore Associato presso il Dipartimento di Chimica e Scienze della Vita dell'USMA con esperienza nello sviluppo neurale e nella rigenerazione degli assoni. Ha conseguito il dottorato di ricerca in Neuroscienze presso la Johns Hopkins University, ha svolto il suo lavoro di post-dottorato alla Rockefeller University ed è stato docente al Burke Neurological Institute prima di trasferirsi all'USMA.

LTC Michael Washington è attualmente Assistant Professor presso il Dipartimento di Chimica e Scienze della Vita dell'USMA. Ha un dottorato di ricerca in malattie infettive emergenti con specializzazione in immunologia presso l'Uniformed Services University of the Health Sciences.

MAJ Stephen Hummel è attualmente uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Biologia del Boston College. In precedenza, ha prestato servizio sia in Iraq che in Afghanistan e come ufficiale dei piani CBRN dell'USAREUR, professore assistente presso il Dipartimento di chimica e scienze della vita dell'USMA, ufficiale delle operazioni nucleari in una squadra di disabilitazione nucleare e, più recentemente, come vice comandante delle iniziative Gruppo al 20° Comando CBRNE.

COL F. John Burpo è attualmente capo del dipartimento di chimica e scienze della vita dell'USMA. Come ufficiale di artiglieria, ha servito in unità aviotrasportate, corazzate e Stryker con schieramenti operativi umanitari, di mantenimento della pace e di combattimento. Ha anche lavorato come vice comandante della trasformazione per il 20 ° comando CBRNE. Ha una Sc.D. in Bioingegneria presso il Massachusetts Institute of Technology.

Le opinioni espresse in questo articolo sono quelle degli autori e non riflettono necessariamente quelle del Combating Terrorism Center, dell'Accademia militare degli Stati Uniti, del Dipartimento della Difesa o del governo degli Stati Uniti.

© 2020 J. Kenneth Wickiser, Kevin J. O’Donovan, Michael Washington, Stephen Hummel, F. John Burpo

Note sostanziali
[a] Propagazione di batteri significa fornire sostanze nutritive in modo che i batteri possano riprodursi ed essere mantenuti come entità vitale.

[b] L'acido desossiribonucleico (DNA) è il materiale genetico in tutti gli organismi viventi, mentre l'RNA può fungere da materiale genetico per alcuni virus.

[c] La tecnologia del DNA ricombinante si riferisce a tecniche ampiamente utilizzate per manipolare segmenti di DNA e, nel processo, modificare geni e organismi.

[d] Gli strumenti di modifica del genoma si riferiscono a diversi kit di strumenti enzimatici ora ampiamente utilizzati, ad esempio TALEN (nucleasi effettrice simile a un attivatore di trascrizione) e CRISPR (brevi ripetizioni palindromiche in cluster regolarmente interspaziate) per modificare con precisione i genomi virali, batterici ed eucariotici per ottenere un risultato desiderato.

[e] Juan Zarate, che è stato vice consigliere per la sicurezza nazionale per la lotta al terrorismo dal 2005 al 2009, ha recentemente osservato in questa pubblicazione che "la gravità e l'estrema distruzione di un nuovo coronavirus stimoleranno probabilmente l'immaginazione dei gruppi più creativi e pericolosi e individui a riconsiderare gli attacchi bioterroristici”. Paul Cruickshank e Don Rassler, "Uno sguardo dal CT Foxhole: una tavola rotonda virtuale su COVID-19 e antiterrorismo con Audrey Kurth Cronin, il tenente generale (in pensione) Michael Nagata, Magnus Ranstorp, Ali Soufan e Juan Zarate", Sentinella CTC 13:6 (2020).

[f] Fondato nel 1960, JASON è un gruppo di scienziati americani dediti alla produzione di rapporti di valore per il governo federale degli Stati Uniti. Il rapporto dell'organizzazione con il Dipartimento della Difesa è cambiato nel 2019 quando l'Assistente del Segretario alla Difesa (Ricerca e ingegneria) (ASD (R&E)) ha interrotto i legami con esso. "Aggiornamento: il legislatore chiede al Pentagono di ripristinare il contratto per il leggendario gruppo consultivo scientifico di Jason", Rivista scientifica, 11 aprile 2019.

[g] Le armi biologiche binarie sono organismi o prodotti biologici che non sono letali quando vengono separati e diventano letali solo mescolando insieme i componenti separati.

[h] La stabilità ambientale si riferisce alla capacità di un agente patogeno di sopravvivere al di fuori di un ospite dove è esposto a luce UV, specie reattive dell'ossigeno e altri elementi che potrebbero degradare o distruggere l'agente patogeno.

[i] Una breadboard è una piattaforma di base utilizzata nella progettazione di circuiti elettronici personalizzati. Resistori, condensatori e altri componenti di ingegneria elettrica sono inseriti nella breadboard per formare un circuito per eseguire una funzione desiderata.

[j] Secondo il governo degli Stati Uniti, “le contromisure mediche, o MCM, sono prodotti regolamentati dalla FDA (prodotti biologici, farmaci, dispositivi) che possono essere utilizzati in caso di una potenziale emergenza sanitaria derivante da un attacco terroristico con un materiale chimico, radiologico/nucleare o una malattia emergente naturale”. "Cosa sono le contromisure mediche?" fda.gov, accesso 27 agosto 2020.

[k] Lo sviluppo di test virali e batterici si riferisce alla generazione di nuovi metodi per il rilevamento e l'identificazione rapidi di agenti patogeni virali e batterici.


Astratto

Sebbene i virus siano più spesso studiati come agenti patogeni, molti sono benefici per i loro ospiti, fornendo funzioni essenziali in alcuni casi e funzioni condizionatamente benefiche in altri. I virus benefici sono stati scoperti in molti ospiti diversi, inclusi batteri, insetti, piante, funghi e animali. Come si evolvono queste interazioni benefiche è ancora un mistero in molti casi ma, come discusso in questa recensione, i meccanismi di queste interazioni stanno iniziando a essere compresi in modo più dettagliato.


Riferimenti

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Batteri come agenti patogeni

Sebbene solo il 5% circa delle specie batteriche sia patogene, i batteri sono stati storicamente la causa di una quantità sproporzionata di malattie umane e morte. Ci sono buone prove che dal 1300 al 1800 la tubercolosi, la polmonite batterica, il tifo, la peste, la difterite, il tifo, il colera, la dissenteria furono le principali cause di malattia e morte prematura in Europa e negli Stati Uniti. Tra i nati nel Regno Unito nel 1800, si stima che il 70% sia morto prima dei 25 anni e gran parte di questi decessi fosse dovuta a infezioni batteriche. Non sorprende che questo fardello di malattie e morte prematura ricadesse più pesantemente sui poveri. Durante il XIX secolo, tuttavia, ci fu l'emergere dell'"idea sanitaria" in Inghilterra e negli Stati Uniti, e gli sforzi per fornire un migliore smaltimento dei rifiuti, acqua pulita, una migliore alimentazione e migliori condizioni di lavoro furono premiati con una notevole riduzione delle malattie e dei decessi. aliquote.

Tuttavia, i patogeni batterici rappresentano ancora una minaccia. La tabella seguente fornisce immagini microscopiche di una varietà di agenti patogeni batterici rilevanti per la malattia nell'uomo. I collegamenti ipertestuali forniscono informazioni aggiuntive, principalmente dai riepiloghi CDC.


Alfavirus

Gli alfavirus che vengono sviluppati come vettori di vaccini includono il virus dell'encefalite equina venezuelana (VEE), il virus Sindbis (SIN), il virus della foresta di Semliki (SFV) e le chimere VEE–SIN. Lo spettro delle applicazioni dei vaccini include non solo l'HIV, ma spazia anche dai vaccini contro il cancro, alle alternative al vaccino contro il vaiolo vaccinico, agli agenti infettivi come il virus parainfluenzale [28, 29, 30]. Gli alfavirus sono virus a RNA a senso positivo a filamento singolo che si replicano nel citoplasma delle cellule infette e quindi non hanno alcun potenziale per l'integrazione nel genoma dell'ospite. In generale, per aggirare i problemi di sicurezza, i vettori alfavirus sono progettati come particelle replicone non replicanti in cui i prodotti genici strutturali vengono eliminati per ospitare un gene estraneo fino a 5 kb, mentre vengono fornite proteine ​​​​strutturali in trans da due trascrizioni di supporto prive di un segnale di confezionamento. La delezione dei geni strutturali fornisce un ulteriore vantaggio nel ridurre l'immunità al vettore e consentire immunizzazioni sequenziali. È importante sottolineare che il vettore è naturalmente mirato alle cellule dendritiche nei linfonodi drenanti, dove il transgene è espresso ad alti livelli, portando a buone risposte immunitarie [31]. L'immunogenicità è ulteriormente migliorata poiché l'autoamplificazione dell'RNA vettore avviene attraverso intermedi di RNA a doppio filamento che stimolano l'attivazione della cascata di interferone, imitando l'immunità innata. Il vettore induce anche l'apoptosi in alcuni tipi di cellule, portando così al cross-priming [ 32 ].Recenti risultati di ricerca suggeriscono potenziali nuove applicazioni per i vettori alfavirus, in quanto possono essere ingegnerizzati per proteine ​​segrete codificate dai transgeni e, inoltre, possono essere progettati per esprimere proteine ​​eterologhe sulla superficie delle particelle virali infettive [33]. In particolare, sono stati condotti studi di fase I sull'uomo di vaccini HIV basati su vettori VEE [ 34• ] con un ulteriore studio per testare i geni VEE che esprimono i geni busta, gag, nef e pol dell'HIV che dovrebbero iniziare nel 2008 [ 35• ].

La logica per lo sviluppo delle chimere VEE/SIN si basa su problemi di sicurezza. La VEE è patogena nell'uomo, a differenza del SIN che è apatogeno nelle persone. Nei topi, i vettori chimerici in cui VEE contribuisce con il componente replicone e SIN i componenti di confezionamento della glicoproteina dell'involucro hanno dimostrato di suscitare risposte immunitarie potenti quanto la stessa VEE, essendo entrambi superiori a SIN o a una chimera SIN–VEE contenente il componente replicone SIN e Componenti di imballaggio VEE [ 32 ]. Le maggiori risposte indotte da VEE possono riguardare maggiori livelli di in vivo replicazione o la resistenza di VEE agli interferoni alfa e beta. Studi successivi sui macachi hanno dimostrato che i vettori chimerici VEE/SIN suscitano risposte immunitarie sistemiche e mucose più potenti a un prodotto genico dell'involucro dell'HIV inserito rispetto al vettore SIN [36]. Un approccio combinato che prevedeva il priming con repliconi VEE/SIN che codificano per i geni HIV e SIV seguito dal potenziamento con la proteina dell'involucro dell'HIV ha suscitato sia l'immunità cellulare che gli anticorpi neutralizzanti e ha determinato una viremia acuta significativamente inferiore a seguito dell'esposizione a SHIVSF162P4, suggerendo che il potenziale di questo vettore dovrebbe essere ulteriormente esplorato [ 37 ].


Biologia delle dimensioni in byte

Alcuni microbi sono servi malvagi dell'Inferno (ma non tutti)

Molte persone pensano che i microbi siano malvagi, malattie che causano servi dell'Inferno che dovrebbero essere sradicati. I supermercati distribuiscono salviette igieniche: pulisci il manubrio se vuoi vivere, non importa che il 90% del cibo nel supermercato è peggio per te di qualsiasi cosa tu possa prendere dalla maniglia del carrello. Quasi ogni spazio pubblico sembra il livello segreto del seminterrato del CDC, con disinfettanti per le mani alcolici e poster che ritraggono gli orrori delle infezioni trasmesse da aerosol. I microbi sono il nemico invisibile: non puoi vederli, ma sono mortali. Puoi sicuramente ucciderli con abbondanti quantità di etanolo.

In realtà, solo una minoranza di microbi sono patogeni. Alcuni eucarioti sono parassiti e causano malattie. C'è la dissenteria amebale del piede dell'atleta (causata da un fungo) e altre esperienze spiacevoli. Ma la maggior parte non lo sono. Inoltre, la maggior parte dei batteri che vivono in noi o su di noi sono simbiotici e ci piacciono per le nostre proteine ​​usa e getta, i carboidrati, la bella temperatura di 36,6 ° C, l'elevata umidità (ascella o bocca) e altre prelibatezze. Sì, alcuni sono patogeni e alcuni sembrano piccoli servitori malvagi del Diavolo. Questi hanno un meccanismo ingegnoso che infetta, seminano il caos, a volte uccidono e vanno avanti. Ma per ogni bacillo della peste o insetto di hamburger là fuori, ci sono milioni di altri tipi di batteri che in realtà non fanno molto, bene o male.

A proposito di archea

C'è un gruppo di microbi che non hanno agenti patogeni conosciuti: Archaea. Gli archaea sono diversi. Un archeon è diverso da un batterio tanto quanto lo è da un umano. Superficialmente, batteri e archei hanno lo stesso aspetto. Entrambi sono unicellulari. Entrambi non hanno organelli cellulari ben formati al livello degli eucarioti. Per questi due motivi, per molto tempo si è pensato che gli archaea fossero un tipo di batteri. Oggi, praticamente tutti i microbiologi classificano gli archaea in un proprio dominio. Le membrane delle cellule archeali sono costituite dal loro tipo unico di elementi costitutivi (lipidi), il tipo che i batteri non hanno e nemmeno gli eucarioti. La loro parete cellulare è diversa dai batteri. Molti vivono in condizioni estreme: fumatori oceanici, geyser, laghi iper-salini, la tundra ghiacciata, budella di termiti, stomaci di vacca e pantaloni di Charlie Sheen. In realtà, quest'ultimo potrebbe essere un po' troppo estremo anche per gli archaea. Guardando i geni marcatori filogenetici, come l'RNA ribosomiale a piccola subunità, gli archaea (SSUrRNA) si raggruppano in effetti come un dominio a sé stante.

Ma delle centinaia di microbi o agenti patogeni che causano malattie di cui siamo a conoscenza, nessuno è archaea. Il che è strano. Un sacco di malattie che causano eucarioti e batteri, ma nessun archaea? Perché? In un nuovo articolo pubblicato su Bioessays, Erin Gill e Fiona Brinkman cercano di rispondere a questa domanda.

Innanzitutto, Gill e Brinkman hanno esaminato l'ipotesi più banale: potremmo non aver ancora scoperto gli agenti patogeni archeali. La loro analisi statistica mostra che ciò è possibile, ma improbabile. Ecco il modo in cui gli autori lo spiegano: circa lo 0,36% delle specie batteriche note causano malattie (585 su circa 151.000 specie coltivate e non conosciute, una stima molto bassa). Supponendo che la diversità negli archea sia circa la stessa, avremmo dovuto identificare alcune specie (gli autori stimano .0036 x 4.508 specie di archea = 16) che causano la malattia. Questo calcolo un po' approssimativo è un po' approssimativo e carico di ipotesi: uno, che la diversità tra gli archaea conosciuti è la stessa tra i batteri conosciuti. È stato recentemente scoperto che esiste un'enorme diversità marina di archaea mesofili per i quali abbiamo solo dati metagenomici (sequenza di DNA frammentata). Inoltre, potrebbero esserci molte malattie di cui non sappiamo nulla, semplicemente perché il nostro censimento della vita sulla terra è molto meno che completo. Alcuni di questi archaea (e altri di questi batteri) possono essere patogeni, solo molti non sono stati identificati come tali. Infine, storicamente, con i batteri, eravamo prevenuti verso la ricerca di agenti patogeni. La batteriologia è nata come disciplina medica e fino ad oggi molti dipartimenti di microbiologia risiedono nelle scuole di medicina delle università. D'altra parte, gli archaea sono stati studiati principalmente da microbiologi ambientali, che non sono necessariamente alla ricerca di agenti patogeni, ma sono più interessati ai cicli biogeochimici e alla diversità della vita. Ma la sua affermazione ci fa alzare un sopracciglio: nemmeno uno noto patogeno archeale? OK, è strano. Vale la pena approfondire. Sebbene il numero di archaea che possiamo esaminare possa essere troppo piccolo.

Quindi cosa sta succedendo esattamente?

I batteri non uccidono le persone. I batteriofagi uccidono le persone?

Un indizio potrebbe risiedere nel modo in cui i geni di virulenza sono disposti nel genoma batterico. I geni di virulenza sono geni che codificano per proteine ​​che consentono ai batteri di invadere il nostro corpo, causare malattie ed eludere il sistema immunitario e i farmaci. Molti di questi geni sono riconosciuti come mobili: possono facilmente saltare insieme da una malattia che causa ceppo a un ceppo benigno, facendo sì che quest'ultimo diventi virulento. In molti casi possono saltare tra specie diverse. Il vettore che trasporta quei geni è tipicamente un virus batterico, o batteriofago. Quando un virus invade i batteri, può assorbire parte del suo DNA e incorporarlo nel proprio genoma. Questo DNA può successivamente essere depositato in un altro batterio, trasformando un ceppo benigno in uno virulento. Il processo di spostamento del DNA tra batteri con un virus è chiamato trasduzionee i virus possono anche lasciare "impronte digitali" molto specifiche nel DNA trasdotto.

Trasduzione generalizzata. Fonte: Indian River State College

Si potrebbe dire che i batteri patogeni sono in realtà un veicolo per aiutare i batteriofagi a proliferare. Meglio ancora, sia i batteriofagi che i batteri possono essere visti come veicoli per aiutare la proliferazione dei geni di virulenza.

Tuttavia, per quanto ne sappiamo, i batteriofagi non invadono gli archei. Gli archaea hanno i loro virus, ma sono diversi dai batteriofagi. Gli archaea sono un dominio separato della vita, e qualunque cosa parassitizzi un dominio non sarebbe adatto a parassitarne un altro. Dopotutto, anche i virus che invadono gli eucarioti sono molto diversi dai batteriofagi. (Per inciso, questo è ciò che rende i batteriofagi un'idea così attraente come metodo di trattamento antibatterico: dopo tutto, se possiamo inondare il corpo umano con virus che infettano solo batteri, inoltre solo batteri specifici che causano malattie lasciano quelli che noi bisogno illeso, sarebbe un ottimo proiettile d'argento.Ma il trattamento dei batteriofagi è una questione per un altro post.) Le differenze sono nella forma, nella biochimica e nei genomi. C'è poca o nessuna somiglianza nelle sequenze genomiche di virus archeali e batteriofagi. Non è noto che i batteriofagi infettino gli archaea e viceversa. Detto questo, sappiamo molto poco sulla diversità dei batteriofagi e quasi nulla sui virus archeali.

Sappiamo che gli archaea hanno una biochimica della parete cellulare molto diversa rispetto ai batteri e mancano delle proteine ​​​​recettrici che i batteriofagi usano per infettare i batteri. Quindi i batteriofagi non possono infettare gli archei, non possono trasmettere geni di virulenza e non possono trasmettere virulenza. Gill e Brinkman presentano la virulenza dal punto di vista del batteriofago (o meglio dei geni del batteriofago): sia i batteri che i loro ospiti sono veicoli per la propagazione dei geni del batteriofago. Un meccanismo evolutivo piuttosto complesso.

Ma perché gli archaea non hanno sviluppato una virulenza propria, indipendentemente dai batteri? I virus archeali non svilupperebbero meccanismi simili? Gli autori affermano che la ragione è che l'evoluzione della virulenza è un evento raro. Sostengono che l'evoluzione della virulenza, almeno il tipo secondario trasmesso dal virus, è un processo a più fasi ed è quindi raro. La mia opinione su questo argomento: sì, potrebbe essere vero per la virulenza trasmessa dai fagi, ma sia i batteri che gli eucari hanno sviluppato meccanismi di virulenza indipendenti dai virus, comprendendo molti meccanismi diversi che sembrano essersi evoluti indipendentemente. Quindi, la virulenza in sé non è così rara, anche se può esserlo il tipo gene-isola.

Nel complesso un articolo che fa riflettere, che è stato molto emozionante da leggere. Gli autori qualificano pesantemente la loro ipotesi, sapendo che con batteri, archea e loro virus, ci sono incognite sconosciute, come illustra il seguente pezzo di poesia:

Lo sconosciuto
Come sappiamo,
Ci sono noti noti.
Ci sono cose che sappiamo di sapere.
Sappiamo anche
Ci sono incognite conosciute.
Vale a dire
Sappiamo che ci sono alcune cose
Noi non sappiamo.
Ma ci sono anche incognite sconosciute,
Quelli che non conosciamo
Non lo sappiamo.

—Donald Rumsfeld, 12 febbraio 2002, notiziario del Dipartimento della Difesa

Gill, E., & Brinkman, F. (2011). La proporzionale mancanza di agenti patogeni archeali: i virus/fagi sono la chiave? BioEssays, 33 (4), 248-254 DOI: 10.1002/bies.201000091


Virus a RNA

Questo è il primo libro completo sulle risposte geniche umane/animali alle infezioni virali da RNA, inclusi virus a RNA prevalenti, emergenti e riemergenti come HIV, SARS-CoV, virus del Nilo occidentale, virus dell'influenza e molti altri. Le risposte geniche umane sono riviste dai principali virologi di tutto il mondo nei seguenti aspetti: (i) i profili di espressione genica alterati a livello trascrizionale e traduzionale rilevati con tecnologie all'avanguardia come il cDNA microarray e la proteomica (ii) le risposte immunitarie innate e adattate dell'ospite a replicazione virale negli organi bersaglio (iii) vie di trasduzione del segnale attivate dal virus nella sopravvivenza cellulare, apoptosi e vie autofagosomiche e (iv) la via di silenziamento genico mediata da piccoli RNA interferenti/microRNA, un nuovo meccanismo di difesa dell'ospite recentemente caratterizzato contro l'infezione virale.

Organizzato in 27 capitoli altamente accessibili e ben illustrati, questo volume esplora le conoscenze all'avanguardia dei meccanismi molecolari dell'infezione da virus a RNA e delle interazioni ospite-virus. Questa raccolta completa dei profili di espressione genica alterati e delle vie di trasduzione del segnale nelle cellule ospiti in risposta alla maggior parte dei virus a RNA umani/animali apre nuove direzioni per la ricerca di base e clinica sulla patogenesi virale e fornisce anche preziosi biomarcatori per i ricercatori per selezionare bersagli genici nello sviluppo di test diagnostici e terapie antivirali per una serie di malattie infettive.

  • Retrovirus:
    • Sforzi per caratterizzare la risposta dell'ospite all'infezione da HIV-1 (M Montano & P Sebastiani)
    • Risposte immunitarie dell'ospite nell'infezione da HIV (R D Allison e S Kottilil)
    • Risposta immunitaria dell'ospite al virus dell'influenza (MI M Moran & amp DO SI López)
    • Riconoscimento innato dell'infezione virale e coinvolgimento dell'autofagia (B Ramanathan e A Iwasaki)
    • Infezione da hantavirus e immunità innata (N Sen et al.)
    • Impatto dell'infezione da filovirus sulle vie di segnalazione cellulare (DO F Basilea)
    • Risposte di segnalazione dell'host all'infezione da virus Coxsackie (G Gao et al.)
    • Risposte di segnalazione dell'host all'infezione da Reovirus (D Pan et al.)
    • Antagonismo del rotavirus della risposta immunitaria innata dell'ospite (J T Patton e M Barro)

    Aggiornato in-hse ed il 17/06/2008

    Codice tipo aggiornato il 20/11/2008

    Aggiornamento pp & prezzo il 17/12/2008

    PP aggiornato & data di pubblicazione il 13/1/2009

    Descrizione aggiornata il 03/02/2009

    Prezzo aggiornato, codice subj, msc & website il 23/06/2009

    QUESTIONE ANTERIORE
    Sforzi per caratterizzare la risposta dell'ospite all'infezione da HIV-1

    Il virus dell'immunodeficienza umana di tipo 1 (HIV-1) continua ad espandersi tra le popolazioni vulnerabili e con risorse limitate in tutto il mondo, con una prevalenza globale che si avvicina a 40 milioni. Negli ultimi vent'anni sono stati compiuti progressi sostanziali nell'identificazione e nella caratterizzazione del ruolo di specifici fattori dell'ospite sull'infezione e sulla progressione della malattia. Inoltre, è ampiamente riconosciuto che sia la variazione genetica virale e dell'ospite, sia i fattori ambientali e comportamentali sono alla base della complessità della risposta trascrizionale dell'ospite e dell'esito della malattia. Nonostante questa complessità, una domanda convincente è se le caratteristiche comuni della risposta genomica dell'ospite all'infezione, ovvero una "firma dell'ospite indotta dall'HIV-1", possano essere definite, in una forma che sarebbe robusta in diversi modelli sperimentali e condizioni cliniche. Se raggiunto, ciò potrebbe aiutare a sintetizzare un corpo crescente di dati basati su profili di espressione dell'intero genoma e sarebbe un utile quadro di riferimento per l'identificazione di modelli di espressione genica unici che sono associati a una risposta favorevole all'infezione o, in alternativa, associati a esiti indesiderati . In questa recensione, cercheremo, nel contesto di un crescente corpo di letteratura che descrive la variazione umana e virale, di descrivere la risposta dell'ospite all'infezione da HIV in vitro e in vivo. Applicheremo metodologie operative nel nostro laboratorio ai dataset di infezione da HIV esistenti disponibili nel database Gene Expression Omnibus (GEO), derivato dai dati di espressione ottenuti in vivo. Il nostro obiettivo sarà quello di illustrare il tipo di firme dell'ospite che possono essere identificate e di discutere l'utilità e il significato di queste firme, inclusa un'analisi dei tipi di geni e delle categorie biologiche associate all'infezione e della loro utilità. Per raggiungere questo obiettivo utilizzeremo metodologie basate sulla modellazione bayesiana dei dati di espressione genica per scoprire i profili molecolari che caratterizzano le firme dell'ospite. Forniremo esempi di profili di espressione indotti da HIV che possono essere derivati ​​da questi set di dati e presenteremo le firme dell'ospite per l'infezione. Discuteremo i punti di forza e di debolezza di questo approccio e i limiti intrinseci quando messi alla prova con l'enorme diversità di condizioni ospite-patogeno nei dati biologici derivati ​​da in vivo campionamento.

    Vie di segnalazione attivate dall'HIV e loro impatto sulle risposte immunitarie

    La progressiva perdita dell'immunità cellulare generale e specifica dell'HIV dovuta all'infezione, la successiva deplezione delle cellule CD4 + T e la formazione di serbatoi virali costituiscono i principali segni distintivi dell'immunopatogenesi dell'HIV e della progressione della malattia. Pertanto, il meccanismo molecolare mediante il quale l'HIV provoca la disfunzione immunitaria cellulare è di fondamentale importanza per comprendere l'immunopatogenesi dell'HIV. L'HIV contiene tre proteine ​​strutturali (Gag, Pol e Env) e diverse proteine ​​non strutturali regolatorie (Tat e Rev) e accessorie (Nef, Vpr, Vif e Vpu). Queste proteine ​​prendono di mira le vie di segnalazione delle cellule ospiti con conseguente modulazione dell'espressione genica, specialmente nella replicazione del virus, nell'apoptosi delle cellule T e nell'espressione di citochine e chemochine, portando alla soppressione immunitaria e alla formazione di serbatoi virali. Tra queste proteine, Tat, Nef e Vpr sono espresse a livello intracellulare e secrete nel siero e nel liquido cerebrospinale dei pazienti HIV. I meccanismi molecolari e le vie di segnalazione con cui queste proteine ​​prendono di mira le cellule astanti infette e non infette per modulare la replicazione dell'HIV e l'espressione genica dell'ospite non sono ben compresi. Questa recensione discuterà principalmente il ruolo di Tat, Nef e Vpr, le proteine ​​HIV meglio studiate, nella replicazione virale, nell'apoptosi e nell'espressione di citochine.

    Risposte immunitarie dell'ospite nell'infezione da HIV

    Più di 40 milioni di persone nel mondo convivono con l'infezione da HIV e circa tre milioni muoiono di AIDS ogni anno. L'immunodeficienza profonda derivante dal progressivo declino dei linfociti T helper CD4 + è il segno distintivo della malattia da HIV. Le robuste risposte immunitarie innate e adattative dell'ospite sono attivate dall'infezione da HIV, tuttavia, l'HIV stabilisce quasi invariabilmente un'infezione cronica. Inoltre, l'attivazione immunitaria osservata negli individui infetti da HIV contribuisce spesso all'immunopatogenesi dell'infezione da HIV.

    Sebbene l'introduzione di una terapia antiretrovirale altamente efficace abbia portato a una significativa riduzione della morbilità e della mortalità degli individui infetti da HIV, non è stato dimostrato che queste terapie sradicano l'HIV da individui cronicamente infetti e l'accesso limitato al trattamento nel mondo in via di sviluppo ne ha ulteriormente limitato l'efficacia . Lo sviluppo di un vaccino preventivo efficace è ancora l'approccio più promettente per controllare la diffusione dell'infezione da HIV in tutto il mondo. Aumentare la nostra comprensione dell'attivazione del sistema immunitario dell'ospite innato e adattativo contro l'HIV e dei meccanismi di fuga immunitaria virale sarà fondamentale nella progettazione di un vaccino preventivo efficace. Questa recensione mette in evidenza la patogenesi dell'infezione da HIV, la natura delle risposte immunitarie innate e adattative all'HIV nel controllo della replicazione dell'HIV e le strategie per sviluppare l'immunità protettiva negli individui suscettibili.

    Interferenza di HIV-1 e RNA — Esame di un sistema complesso

    L'interferenza dell'RNA (RNAi) è un meccanismo di regolazione conservato negli eucarioti superiori. La via RNAi genera piccoli RNA interferenti (siRNA) o micro RNA (miRNA) da lunghi duplex di RNA a doppio filamento e forcine di RNA, rispettivamente. Il siRNA o miRNA guida quindi un complesso proteico effettrice verso una sequenza di mRNA omologa e regola la soppressione dell'espressione genica attraverso uno dei vari meccanismi.La soppressione dell'espressione genica attraverso questi meccanismi serve a regolare l'espressione genica cellulare endogena ea proteggere la cellula dagli acidi nucleici estranei. Vi sono prove crescenti che molti virus hanno sviluppato, nel contesto dell'RNAi cellulare, un soppressore dell'RNAi o il proprio miRNA virale. I dati emergenti supportano che l'HIV-1 può codificare miRNA e che il virus potrebbe essere regolato da meccanismi cellulari RNAi. Qui, esaminiamo complesse interazioni tra il virus e la cellula ospite che possono avere un impatto sulla replicazione virale e sulla patogenesi.

    Vie di segnalazione indotte dai virus dell'influenza

    I virus dell'influenza rimangono una continua e grave minaccia per la salute globale per l'uomo così come per molti altri mammiferi e uccelli. La malattia riemergente provoca migliaia di morti e significative perdite economiche ogni anno. I devastanti risultati dei recenti focolai di influenza aviaria in Europa e nel sud-est asiatico dimostrano questo pericolo imminente. I virus dell'influenza sono piccoli virus a RNA. A causa della loro capacità di codifica limitata, manipolano ampiamente le funzioni della cellula ospite per supportare la loro replica. La cellula infetta induce simultaneamente una vasta gamma di meccanismi di difesa per combattere l'invasore. Questi sono mediati da una varietà di cascate di segnalazione intracellulare. Questo capitolo fornisce una panoramica sull'attuale conoscenza della segnalazione funzionale della chinasi e degli eventi apoptotici nelle cellule infettate dal virus dell'influenza e riassume come questi virus hanno imparato a utilizzare in modo improprio queste risposte cellulari per una replicazione efficiente.

    Risposta immunitaria dell'ospite al virus dell'influenza

    Il virus dell'influenza causa epidemie annuali e pandemie sporadiche in tutto il mondo. Il virus dell'influenza si diffonde principalmente per via respiratoria attraverso particelle di aerosol. L'infezione dei polmoni dipende dalla capacità del virus di eludere i meccanismi immunitari innati come le defensine, le cellule natural killer e, soprattutto, gli interferoni di tipo I (IFN). Il virus viene trasportato dai polmoni ai linfonodi drenanti dalle cellule dendritiche (DC) che presentano peptidi dalle proteine ​​virali alle cellule B e T che portano alla loro espansione e differenziazione. Le cellule T mediano l'eliminazione del virus dal tessuto infetto e le cellule B generano l'immunità umorale che protegge dalla reinfezione con lo stesso sottotipo di virus. In questo capitolo, discuteremo la risposta immunitaria dell'ospite al virus dell'influenza sulla base dei dati attuali ottenuti da in vitro e in vivo sistemi. Verrà discussa l'interazione del virus con i meccanismi immunitari innati, con particolare attenzione ai meccanismi di evasione dell'influenza. Verrà enfatizzata la transizione tra immunità antivirale innata e adattativa e il ruolo delle DC. Infine, verrà discussa la generazione di cellule T CD4+ e CD8+, anticorpi, immunità eterosubtipica e gli elementi immunitari coinvolti in un'efficace protezione dall'infezione.

    Vie di segnalazione nella risposta della cellula ospite all'infezione da RSV

    Il virus respiratorio sinciziale (RSV) è un virus a RNA a senso negativo della famiglia Paramixoviridae ed è responsabile di un numero significativo di malattie umane. Nei bambini, l'infezione da RSV è una delle principali cause mondiali di infezione grave del tratto respiratorio inferiore (LRTI), che si manifesta clinicamente come polmonite e bronchiolite. L'RSV produce gravi malattie nei bambini con displasia broncopolmonare, cardiopatia congenita, fibrosi cistica e stati immunodepressi. Nelle infezioni naturali, l'RSV si replica principalmente nella mucosa delle vie aeree, principalmente nelle cellule epiteliali, dove attiva una risposta immunitaria innata tramite vie di segnalazione. Sebbene molte delle manifestazioni cliniche dell'RSV siano associate a una risposta esagerata dell'ospite al virus, sorprendentemente l'RSV non induce un'immunità protettiva a lungo termine anche negli ospiti normali. Per queste ragioni, la comprensione delle vie di segnalazione cellulare indotte dall'RSV, la risposta genetica delle cellule epiteliali all'RSV e il modo in cui questo virus modifica la risposta cellulare fornirà maggiori informazioni su come modificare terapeuticamente l'LRTI indotta da RSV. Questo capitolo esamina l'impatto della malattia da RSV, i processi che utilizza per replicarsi nelle cellule epiteliali delle vie aeree, le vie di segnalazione che rispondono a questo virus e come le proteine ​​non strutturali modulano questo processo. Nello specifico ci concentreremo su studi recenti che descrivono il ruolo dei recettori di riconoscimento del pattern (TLR) e delle RNA elicasi citoplasmatiche (RIG-I) nel modulare l'attivazione del fattore di trascrizione incluso il fattore nucleare-?B (NF-?B) e il fattore di risposta all'interferone (IRF).

    Risposte protettive e patologiche dell'ospite all'infezione da virus respiratorio sinciziale polmonare

    Il virus respiratorio sinciziale (RSV) è una delle principali cause di infezione delle vie respiratorie inferiori nei neonati, con quasi tutti i neonati infetti entro la fine del secondo anno. Le infezioni da RSV non conferiscono un'immunità completamente protettiva e le reinfezioni per tutta la vita sono comuni. Una grave infezione da RSV nell'infanzia può predisporre gli individui allo sviluppo successivo dell'asma. Inoltre, l'infezione da RSV può servire ad esacerbare le malattie asmatiche esistenti. La bronchiolite indotta da RSV è caratterizzata da un'intensa infiammazione mononucleare peribronchiale e perivascolare, che spesso include eosinofilia. Nelle vie aeree, l'ipersecrezione di muco e il danno epiteliale provocano l'ostruzione del muco e l'edema. La suscettibilità alla malattia può essere correlata all'alterazione della funzione immunitaria innata. Il riconoscimento virale da parte delle cellule epiteliali, delle cellule che presentano l'antigene e di altre cellule immunitarie innate tramite i recettori di riconoscimento del pattern determina la produzione di chemochine e citochine. Questo, a sua volta, modella lo sviluppo dell'immunità adattativa. Lo sviluppo dell'immunità adattativa contribuisce alla clearance virale, ma migliora anche l'immunopatologia associata alla malattia indotta da RSV.

    Riconoscimento innato dell'infezione virale e coinvolgimento dell'autofagia

    La difesa immunitaria contro l'infezione da virus viene avviata attraverso il processo di riconoscimento e segnalazione del virus da parte delle cellule ospiti. Tale riconoscimento attiva una serie di geni antivirali che alla fine limitano la replicazione del virus. Motivi specifici associati al virus e ai suoi intermedi di replicazione sono riconosciuti dalla cellula ospite come pattern molecolari associati ai patogeni (PAMP) dai recettori di riconoscimento del pattern (PRR). I virus entrano nelle cellule per fusione alla membrana plasmatica o all'interno degli endosomi, seguita dall'ingresso nel citoplasma, dove avvia la replicazione. Il riconoscimento dei PAMP virali porta all'inizio di risposte antivirali come la produzione di interferoni di tipo I. I PRR come i recettori Toll-like (TLR) e le RNA elicasi sono responsabili del riconoscimento dei patogeni virali in diversi compartimenti della cellula. Nelle cellule dendritiche plasmacitoidi (pDC), si pensa che il rilevamento innato primario dei virus endocitosi avvenga negli endosomi da parte dei TLR senza infezione diretta. Recentemente, gli intermedi di replicazione virale sono stati identificati come ulteriori bersagli di riconoscimento innato del TLR endosomiale per alcuni virus a RNA come il virus della stomatite vescicolare (VSV), che richiede l'autofagia. Originariamente identificato come un processo coinvolto nell'acquisizione di nutrienti durante la fame e nel mantenimento del controllo di qualità delle proteine ​​a vita lunga, l'autofagia viene ora apprezzata come un percorso utilizzato dal sistema immunitario innato per riconoscere e distruggere i virus. In questo capitolo, forniamo una revisione delle risposte del gene ospite all'infezione virale da RNA con enfasi su VSV e gli ultimi studi che caratterizzano nuovi meccanismi di riconoscimento e immunità virale innata.

    L'infezione da VSV provoca risposte distinte dell'ospite nella periferia e nel cervello

    Il virus della stomatite vescicolare (VSV), un'epizoozia naturale tra gli animali da allevamento che viene trasmessa dai flebotomi, è stato utilizzato per le infezioni sperimentali acute dei topi sin dagli anni '30, quando Sabin e Olitzky fecero ricerche pionieristiche. Questo capitolo riassumerà i contributi di molti laboratori alla nostra comprensione delle risposte immunitarie innate e adattative dell'ospite e dell'evasione virale delle risposte innate. Inoltre, verrà discusso il potenziale potere di questo virus per le piattaforme vaccinali e l'oncolisi. Il virus ha una strategia evasiva che inibisce l'espressione genica della cellula ospite. VSV suscita prontamente risposte all'interferone di tipo I (IFN) nella periferia, ma non riesce a innescare questa risposta antivirale critica nel SNC. VSV è un virus apparentemente semplice il cui studio ha portato a intuizioni inaspettate sulle complessità della biologia cellulare e sulle risposte dell'ospite all'infezione.

    Infezione da hantavirus e immunità innata

    Gli hantavirus patogeni si replicano all'interno delle cellule endoteliali umane e causano due malattie, la febbre emorragica con sindrome renale (HFRS) e la sindrome polmonare da hantavirus (HPS). Al fine di replicarsi nelle cellule endoteliali umane, gli hantavirus patogeni inibiscono l'induzione precoce dell'interferone di tipo I (IFN) e stabiliscono uno stato resistente all'IFN all'interno delle cellule infette. Al contrario, l'hantavirus non patogeno, PHV, induce una risposta IFN precoce di alto livello e non riesce a replicarsi all'interno delle cellule endoteliali umane. Tuttavia, il PHV si replica all'interno delle cellule Vero E6 carenti di IFN e presumibilmente regola le risposte cellulari dell'IFN all'interno delle cellule endoteliali dell'ospite. È stato dimostrato che le proteine ​​Gn dell'hantavirus patogeno regolano le prime risposte cellulari innate bloccando l'induzione di IFN a livello del complesso TBK1. La coda citoplasmatica delle proteine ​​Gn dell'hantavirus patogeno contiene anche un degron che dirige l'ubiquitinazione e la degradazione delle proteine. Poiché l'attivazione dei complessi TBK1-TRAF3 è regolata dallo stato di ubiquitinazione di TRAF3, questi risultati legano la regolazione delle risposte IFN dirette da TBK1 alla degradazione del Gn. Il meccanismo con cui gli hantavirus regolano la formazione del complesso TBK1 e l'induzione di IFN sta appena iniziando a svilupparsi. Tuttavia, è chiaro che la regolazione dell'IFN da parte della coda Gn è necessaria per il successo dell'hantavirus all'interno delle cellule endoteliali umane. Di conseguenza, gli elementi regolatori dell'IFN all'interno della coda Gn sono determinanti della patogenesi dell'hantavirus e bersagli vitali per attenuare gli hantavirus patogeni.

    Il virus del morbillo cattura macchinari ospiti specifici per causare immunosoppressione e malattie

    L'agente patogeno umano altamente contagioso, il virus del morbillo (MV), continua a infettare 30 milioni di persone in tutto il mondo portando a ∼ 350 000 decessi all'anno, nonostante la disponibilità di vaccini protettivi. La MV induce una profonda soppressione del sistema immunitario, rendendo le persone infette vulnerabili all'invasione microbica secondaria. In rari casi, la MV infetta in modo persistente il sistema nervoso centrale (SNC) causando la panencefalite sclerosante subacuta (SSPE), una malattia neurodegenerativa fatale. Due recettori cellulari, la molecola di attivazione dei linfociti di segnalazione umana (SLAM CD150) e CD46, sono stati identificati come proteine ​​che legano l'emoagglutinina MV, consentendo al virus di entrare nelle cellule bersaglio. I ricercatori hanno creato topi transgenici portatori del recettore MV SLAM o CD46, che hanno notevolmente avanzato lo studio della patogenesi della MV. Qui, abbiamo sezionato l'interazione tra MV e le risposte immunitarie innate e adattative dell'ospite introducendo i risultati della ricerca in particolare da studi meccanicistici molecolari e cellulari eseguiti con modelli di topi transgenici. Questi risultati hanno mostrato che (i) i topi transgenici progettati per esprimere i recettori MV ubiquitariamente o specificamente su neuroni, cellule T o cellule dendritiche (DC) erano permissivi all'infezione da virus (ii) dopo l'infezione da MV, questi modelli manifestavano le caratteristiche cardinali di MV -immunosoppressione indotta, persistenza MV e SSPE (iii) i linfociti CD4 + T erano elementi cruciali che controllavano l'infezione primaria da MV del SNC, assistiti da cellule CD8 + T o cellule B (iv) MV sopprimeva lo sviluppo di DC tramite tipo I mediato da IFN Segnalazione STAT1-indipendente, ma specifica per STAT2 (v) MV mirava alla segnalazione TLR4 sulle DC per interferire selettivamente con la sintesi di IL-12.

    Questa revisione incorpora i risultati della ricerca su modelli animali e studi clinici e sperimentali sull'uomo allo scopo di comprendere meglio l'immunobiologia dell'infezione da MV. Inoltre, affrontiamo le prospettive per lo sviluppo di nuove terapie che prendono di mira i meccanismi virali per regolare le risposte di segnalazione immunitaria dell'ospite.

    Sindrome respiratoria acuta grave Il coronavirus induce risposte differenziali di espressione genica dell'ospite associate alla patogenesi

    Il nuovo coronavirus della sindrome respiratoria acuta grave emergente (SARS-CoV) presenta caratteristiche uniche per quanto riguarda la sua biologia molecolare, replicazione, trascrizione e assemblaggio. Diversi tipi di cellule, comprese le cellule Vero E6, sono permissivi per la replicazione di SARS-CoV con effetti citopatici risultanti. Le analisi di microarray hanno chiarito i modelli di espressione cellulare dei geni umani in risposta all'infezione da SARS-CoV. Questi studi hanno rivelato alterazioni nella trascrizione e traduzione di geni appartenenti a vari gruppi funzionali tra cui ciclo cellulare, apoptosi, trasduzione del segnale, regolazione trascrizionale, traduzione dell'ospite, modulatori di proteine, traffico di proteine, rete citoscheletrica, metabolismo cellulare e resistenza antivirale. C'è una significativa induzione di proteine ​​da shock termico che sono cruciali per il meccanismo di risposta immunitaria. Specifici geni immuno-correlati sono sovraregolati, in coincidenza con gli alti profili di citochine nei pazienti con SARS che inducono risposte proinfiammatorie. Livelli modificati di trascritti che mediano processi proinfiammatori e antinfiammatori illustrano l'equilibrio tra forze opposte durante la patogenesi della SARS. Un altro fenomeno interessante è l'espressione differenziale di geni che supportano processi sia anti-apoptotici che proapoptotici. Pertanto, i meccanismi anti-apoptotici facilitano la moltiplicazione virale iniziale, mentre nella successiva fase di infezione, l'apoptosi provoca la lisi cellulare per il rilascio della progenie virale. Le analisi trascrittomiche e proteomiche forniscono nuove informazioni sulle interazioni ospite-patogeno e sulla fisiopatologia dell'infezione da SARS-CoV. Queste interazioni critiche comportano un'elaborata interazione tra vari meccanismi per favorire la propagazione del virus prima dell'apoptosi franca e l'attivazione di percorsi specifici nelle cellule ospiti che tentano di eliminare l'agente patogeno.

    Caratterizzazione delle vie di segnalazione nelle cellule infettate da SARS-CoV

    La sindrome respiratoria acuta grave (SARS) è una malattia infettiva scoperta di recente causata da un coronavirus umano precedentemente sconosciuto, il coronavirus SARS (SARS-CoV). La trasduzione del segnale nelle cellule infettate da SARS-CoV è stata studiata per comprendere i meccanismi della patologia nella SARS. In generale, si osservano due programmi cellulari in competizione, vie di segnalazione apoptotiche che promuovono l'apoptosi delle cellule infettate da virus e vie di segnalazione di sopravvivenza che ritardano l'apoptosi delle cellule infettate da virus. Le chinasi proteiche attivate da mitogeni (MAPK) sono i partecipanti chiave nella determinazione della morte e della sopravvivenza delle cellule infettate da virus. Akt, p90 chinasi ribosomiale S6 (p90RSK) e trasduttori di segnale per l'attivazione delle vie di segnalazione della trascrizione 3 (STAT3) coinvolgono la fosforilazione e la defosforilazione mediante infezione virale. Gli studi di espressione delle proteine ​​del SARSCoV mostrano che queste proteine ​​virali possono attivare vie di segnalazione e che alcune proteine ​​hanno la capacità di indurre l'apoptosi. Comprendere le vie di segnalazione nelle cellule infette da virus è importante per lo sviluppo di farmaci anti-SARS-CoV. Questa recensione evidenzia i recenti progressi nella caratterizzazione della trasduzione del segnale nelle cellule infettate da SARS-CoV.

    Impatto dell'infezione da filovirus sulle vie di segnalazione cellulare

    I membri della filoviridae famiglia, il virus Ebola e il virus Marburg, sono tra i patogeni virali più letali dell'uomo e dei primati non umani. La malattia filovirale si manifesta con risposte immunitarie innate e adattative disregolate e una sindrome clinica simile alla coagulazione intravascolare disseminata. Sono stati prodotti diversi vaccini sperimentali che proteggono efficacemente roditori o primati non umani dalla letale malattia da filovirus. Tuttavia, un vaccino o una terapia autorizzati non sono attualmente disponibili per uso umano. La comprensione delle vie molecolari attivate o manipolate da questi virus dovrebbe fornire informazioni sulla grave malattia indotta dai filovirus e potrebbe anche fornire una chiave per l'identificazione di nuovi bersagli terapeutici. Qui, descriviamo ciò che è noto su come i filovirus modulano i percorsi di trasduzione del segnale cellulare e discutiamo come questi percorsi influenzano la patogenesi del filovirus. Particolare attenzione sarà rivolta all'impatto delle proteine ​​del virus Ebola VP35 e VP24 sulla risposta all'interferone dell'ospite e dell'impatto della glicoproteina del virus Ebola (GP) sulla segnalazione della MAP chinasi e sull'espressione delle proteine ​​sulla superficie cellulare.

    Risposte alle infezioni da virus Ebola e Marburg

    Virus Marburg ed Ebola, dalla famiglia Filoviridae, sono prototipi di patogeni virali della febbre emorragica che causano una malattia emorragica fulminante negli esseri umani e nei primati non umani. A seguito di sintomi non specifici, i pazienti mostrano un aumento della permeabilità paraendoteliale, ipotensione, disturbi della coagulazione, emorragie e soppressione immunitaria. I disturbi della barriera tissutale ematica, principalmente controllati dalle cellule endoteliali, e la soppressione immunitaria sembrano essere i fattori patogeni chiave della malattia. L'endotelio è influenzato in due modi: direttamente dall'infezione virale che porta all'attivazione e forse alla replicazione litica, e indirettamente da una risposta infiammatoria indotta da mediatori. Questi mediatori provengono da cellule attivate da virus del sistema fagocitario mononucleare che sono le cellule bersaglio primarie. La soppressione immunitaria può derivare dall'infezione litica delle cellule circolanti e sessili del sistema fagocitario mononucleare, dall'inattivazione dei neutrofili, dalla compromissione delle cellule presentanti l'antigene e dalla deplezione linfoide. Nonostante sia chiaramente immunosoppressivo, vi è evidenza di immunità protettiva durante la febbre emorragica da filovirus. A differenza dei sopravvissuti e dei casi asintomatici che mostrano risposte umorali agli antigeni virali, le infezioni fatali di solito terminano con un'elevata viremia e poche prove di una risposta immunitaria umorale. La glicoproteina transmembrana può essere utilizzata per provocare una risposta immunitaria protettiva in modelli animali compresi i primati non umani.

    Espressione genica dell'ospite innescata dall'infezione da virus del Nilo occidentale

    Una piccola percentuale di individui infettati dal virus del Nilo occidentale (WNV) presenta una sindrome da meningoencefalite pericolosa per la vita. Le ragioni per cui il WNV causa malattie gravi solo in un sottogruppo di casi non sono state ancora chiarite, ma i fattori genetici dipendenti dall'ospite e/o dal virus potrebbero essere importanti. L'identificazione dei geni dell'ospite che determinano l'esito dell'interazione virus-ospite è fondamentale per comprendere i percorsi molecolari che governano la patogenicità del WNV, inclusa la neuroinvasività, la neurovirulenza e l'immunopatologia. Questi geni sono numerosi e molti di loro interagiscono tra loro e hanno effetti additivi. Recenti studi su topi carenti di componenti vitali delle difese immunitarie e della tecnologia dei microarray del DNA hanno contribuito in modo significativo a rivelare le basi genetiche della suscettibilità dell'ospite all'infezione e alla malattia da flavivirus.

    Interazione virus-ospite del Nilo occidentale: una prospettiva immunologica

    Il virus del Nilo occidentale (WNV) è un virus a RNA a filamento positivo che produce RNA a doppio filamento (dsRNA) durante la replicazione. L'impegno del recettore Tolllike 3 con dsRNA avvia la segnalazione del recettore alfa del fattore di necrosi tumorale 1 nei tessuti linfoidi periferici. Ciò potrebbe interrompere l'integrità della barriera emato-encefalica, facilitando così l'ingresso del WNV nel sistema nervoso centrale (SNC). In questo modo, l'infezione da WNV potrebbe indurre un'encefalite fatale. Risposte cellulari tempestive sono quindi vitali per combattere l'infezione da WNV. Questi sono regolati da reti più complicate per cui vengono indotte specifiche vie di segnalazione come l'interferone, il complemento, le risposte immunitarie innate e adattative per la rimozione con successo dell'agente patogeno invasore. Gli interferoni e le cellule T svolgono un ruolo fondamentale nel limitare la replicazione del WNV nei tessuti periferici e la sua diffusione nel SNC. L'attivazione del complemento innesca le risposte immunitarie adattative innescando le risposte protettive anticorpali umorali, che aiuta a controllare l'infezione da WNV. Le chemochine infiammatorie come CXCL10 modulano il reclutamento dei leucociti CD8 + T nei tessuti infetti nel SNC attraverso i recettori per le chemochine CXCR3 e CCR5. Le cellule T CD8 + sono la principale popolazione coinvolta sia nella protezione che nell'immunopatologia del WNV, mentre le cellule T CD4 + aiutano a sostenere le risposte delle cellule T CD8 + specifiche del virus.I meccanismi citolitici mediati da Fas delle cellule CD8 + T sono una delle funzioni effettrici più importanti nella protezione contro il WNV. Un aumento dell'espressione sulla superficie cellulare dell'MHC di classe I indotto dall'attivazione di NF-kB potrebbe essere la strategia antivirale dell'ospite associata all'immunopatologia. Questa recensione discuterà anche di come il WNV elude le risposte immunitarie dell'ospite per una migliore replicazione.

    Virus dell'epatite C (Flaviviridae): Risposte immunitarie dell'ospite al virus dell'epatite C

    Il virus dell'epatite C (HCV) causa un'infezione cronica in circa due terzi dei casi, portando a malattie del fegato, insufficienza epatica e carcinoma epatocellulare in una parte sostanziale di quei 170 milioni di persone infette in tutto il mondo. Il virus ha sviluppato molteplici meccanismi per eludere le risposte immunitarie innate, umorali e cellulari che verranno discusse in questo capitolo.

    Sebbene l'HCV induca rapidamente una forte risposta immunitaria innata, la replicazione virale non è sufficientemente soppressa nella fase iniziale dell'infezione. L'HCV interrompe il riconoscimento dell'RNA virale a doppio filamento e interferisce anche con la risposta dell'interferone (IFN). Diverse linee di evidenza suggeriscono che la risposta immunitaria cellulare gioca il ruolo più importante nel determinare l'esito dell'infezione da HCV. In primo luogo, risposte delle cellule T CD4 + e CD8 + vigorose, multispecifiche e sostenute sono state associate alla clearance virale. In secondo luogo, gli studi sulla deplezione negli scimpanzé, l'unico animale che può essere infettato dall'HCV, hanno dimostrato che per l'eliminazione dell'HCV sono necessarie sia le cellule T CD4+ che quelle CD8+. In terzo luogo, gli alleli HLA dell'ospite che limitano il repertorio delle risposte delle cellule T CD4 + e CD8 + influenzano l'esito dell'infezione.

    Tuttavia, nella maggior parte dei pazienti che progrediscono verso la persistenza virale, possono essere coinvolti più meccanismi nel fallimento della risposta delle cellule T HCV-specifiche. Si noti che l'immunità protettiva è stata dimostrata in studi basati sulla popolazione e su scimpanzé infettati sperimentalmente. Pertanto, sembra ragionevole che la comprensione precisa dei meccanismi che contribuiscono al fallimento della risposta immunitaria antivirale possa consentire lo sviluppo di strategie di vaccinazione profilattiche e terapeutiche di successo.

    Risposte dell'ospite all'infezione da virus dell'epatite C: profili di espressione genica e patogenesi virale

    Il virus dell'epatite C (HCV) è un membro della Flaviviridae famiglia che causa epatite cronica, cirrosi epatica e carcinoma epatocellulare. Con una stima di 170 milioni di individui infetti, l'HCV ha un impatto importante sulla salute pubblica. L'attuale terapia per l'infezione da HCV è l'interferone alfa in combinazione con ribavirina. Tuttavia, questa terapia è caratterizzata da un'efficacia limitata, costi elevati e notevoli effetti collaterali. Inoltre, ad oggi non è disponibile alcun vaccino protettivo. Pertanto, la comprensione della patogenesi dell'infezione da HCV gioca un ruolo chiave nello sviluppo di nuovi approcci preventivi e terapeutici. È stato dimostrato che i microarray rappresentano una tecnica promettente per chiarire e interpretare il ruolo meccanicistico dell'espressione genica dell'ospite nella patogenesi delle malattie infettive. Negli ultimi anni sono stati condotti studi genomici per analizzare i profili di espressione genica dell'ospite durante il ciclo di vita dell'HCV in vitro così come l'infezione da HCV in vivo. I risultati di questi studi hanno contribuito in modo significativo alla comprensione delle interazioni virus-ospite, inclusa l'identificazione di distinti profili di espressione genica associati all'esito dell'infezione e alla risposta al trattamento antivirale. In questo capitolo, esaminiamo i recenti risultati sulle risposte del gene ospite all'infezione da HCV in sistemi modello per l'infezione da HCV e nel paziente infetto da HCV. Verrà discusso il contributo del profilo di espressione genica alla comprensione delle interazioni virus-ospite all'interno del ciclo di vita virale, dell'esito dell'infezione e della risposta al trattamento antivirale.

    Espressione genica differenziale nell'infezione da virus Coxsackie e il suo effetto sulla patogenesi virale

    Il virus Coxsackie, un virus a RNA a filamento singolo positivo senza involucro, può infettare più organi di esseri umani e topi e causare miocardite, pancreatite, meningite e altre malattie. Dopo l'infezione, questo virus può alterare l'espressione di numerosi geni dell'ospite, attivare meccanismi di difesa dell'ospite contro l'infezione virale o avviare risposte immunitarie/autoimmuni che portano alla distruzione delle cellule infette. L'espressione genica alterata è stata profilata da una serie di approcci e alcune funzioni geniche nella sopravvivenza cellulare, apoptosi, fibrosi, regolazione dell'espressione genica, risposte immunitarie e patogenesi virale sono state studiate in cellule coltivate e modelli murini geneticamente modificati. In questo capitolo, focalizzeremo la nostra revisione sui geni la cui espressione è alterata durante l'infezione da CVB3, come identificati dalla visualizzazione differenziale dell'mRNA, dal cDNA microarray e dall'analisi proteomica. Queste funzioni geniche saranno discusse in termini di risposte immunitarie protettive e induzione di malattie in modelli animali. Inoltre, vengono discusse anche le alterazioni dell'espressione genica cellulare da parte di geni virali come le proteasi 2A e 3C, così come altre proteine ​​non strutturali, nel tentativo di riassumere la nostra comprensione del ruolo delle interazioni ospite-virus nella patogenesi virale.

    Risposte di segnalazione dell'host all'infezione da virus Coxsackie

    Il virus Coxsackie ha evoluto varie strategie per manipolare i sistemi metabolici e regolatori della cellula ospite per creare un ambiente favorevole per i propri benefici. Prima della lesione immunitaria degli organi bersaglio, l'infezione delle cellule bersaglio induce la segnalazione/risposte trascrizionali che includono l'attivazione di numerose vie di segnalazione intracellulare. È stato dimostrato che queste vie sono coinvolte nella regolazione della replicazione virale e della patogenesi virale e nell'attivazione del sistema ubiquitina-proteasoma, innescando la degradazione aberrante della proteina dell'ospite e/o la modifica della proteina virale. In questo capitolo esamineremo i cambiamenti del profilo di risposta dell'ospite indotti dall'infezione da coxsackievirus, con particolare attenzione alla via di segnalazione dell'ospite e al sistema ubiquitina-proteasoma, e discuteremo le conseguenze di queste modifiche mediate da coxsackievirus nell'infezione virale.

    Risposta al danno endoteliale da infezione da virus dengue

    Il virus della dengue è riemerso come uno dei principali problemi di salute globale ai tropici, in particolare tra i bambini. Questo flavivirus trasmesso dalle zanzare causa circa 50 milioni di infezioni ogni anno. La maggior parte delle infezioni da dengue provoca una malattia febbrile. Meno frequentemente, le infezioni causano la febbre emorragica dengue, una sindrome da perdita vascolare potenzialmente fatale. Qui esaminiamo gli eventi di perdita vascolare di dengue e le ipotesi che sono state avanzate per spiegare questi eventi. La tecnologia genomica ha consentito l'identificazione di geni indotti da cellule ospiti umane in risposta al virus della dengue. I risultati definiscono una risposta comune alla dengue osservata in molti tipi di cellule e composta da geni indotti dall'interferone di tipo I (IFN). Vengono sondate le risposte delle cellule vascolari in vitro utilizzando cellule endoteliali della vena ombelicale umana. Le risposte vascolari specifiche alla dengue comprendono l'aumento della proliferazione e dell'angiogenesi delle cellule endoteliali, la guarigione delle ferite, i cambiamenti nell'adesione cellulare, l'inibizione delle cellule T e l'attivazione del complemento. È probabile che questi processi partecipino alla perdita vascolare indotta dalla dengue o alla regolazione della risposta immunitaria durante la fase acuta della malattia. Questo approccio ha il potenziale per rilevare nuovi meccanismi antivirali o fisiopatologici, nonché marcatori di malattia nella dengue. In particolare, discutiamo del legante induttore dell'apoptosi correlato al fattore di necrosi tumorale (TNF) (TRAIL), del recettore dell'interleuchina-1 Like-1/ST2 (IL-1RL1/ST2) e dell'indoleamina 2,3-diossigenasi (IDO).

    Patogenesi molecolare del Norovirus umano

    I progressi nella virologia molecolare hanno avuto un impatto significativo sulla ricerca sui norovirus. L'applicazione di metodi diagnostici molecolari e l'ampia sorveglianza della malattia gastroenterica hanno portato al riconoscimento dei norovirus come la principale causa di epidemie di gastroenterite in tutto il mondo. L'elevata frequenza della malattia da norovirus può essere spiegata dalla bassa dose infettiva, dalle ampie variazioni genetiche e antigeniche, dall'alto titolo e dalla prolungata diffusione dei virus da parte di pazienti malati e asintomatici, dall'elevata stabilità ambientale dei virioni e dalla possibile breve durata, immunità tipo-specifica dell'ospite. L'applicazione di tecniche molecolari ha inoltre portato a nuove conoscenze sulla replicazione, sull'interazione virus-ospite e sulla patogenesi, come lo sviluppo di colture cellulari e sistemi di genetica inversa e l'identificazione dei recettori del norovirus. Inoltre, gli studi di virologia molecolare del norovirus murino e di altri calicivirus animali forniscono informazioni aggiuntive e utili sulle caratteristiche virologiche dei norovirus umani. Questo capitolo riassumerà questi progressi con un'enfasi sulla patogenesi molecolare dei norovirus umani.

    Risposte dell'ospite durante l'encefalomielite da virus Sindbis nei topi: nuove implicazioni per la comprensione della patogenesi delle infezioni da virus alfa del sistema nervoso centrale

    Sebbene la maggior parte delle infezioni da alfavirus umani siano asintomatiche o provochino malattie febbrili transitorie, alcune possono coinvolgere il sistema nervoso centrale (SNC), causando encefalite acuta. Tali alfavirus encefalitici vengono solitamente trasmessi all'uomo tramite vettori di zanzare infetti, ma alcuni possono anche essere diffusi come aerosol, rendendoli potenziali agenti di bioterrorismo. Ciò rimane preoccupante perché non sono disponibili agenti antivirali con attività contro questi agenti patogeni. La patogenesi dell'infezione da alfavirus del SNC è stata studiata in numerosi modelli sperimentali, in particolare l'infezione da virus Sindbis (SV) dei topi. Qui, sia i determinanti virali che quelli dell'ospite influenzano l'esito della malattia. I neuroni sono infettati da SV e possono subire l'apoptosi classica. Questo è il meccanismo principale attraverso il quale gli animali appena nati soccombono alla malattia. Nei topi più anziani, tuttavia, molti neuroni subiscono una morte non apoptotica, comprese le cellule che non sono infette ma sono danneggiate tramite meccanismi astanti. Recenti studi hanno focalizzato l'attenzione sulle cellule gliali che contribuiscono a questa disfunzione e morte neuronale astanti. Infine, sia l'immunità innata che quella adattativa dell'ospite influenzano l'esito dell'encefalomielite SV (SVE), poiché alcune risposte immunitarie eliminano il virus dal SNC, ma altre effettivamente guidano questa lesione neuronale astante. Le terapie che aumentano queste risposte benefiche dell'ospite o che sopprimono quelle dannose sono efficaci nel trattamento dell'SVE letale nei topi e questi approcci meritano ulteriori indagini in modelli in cui il virus è un noto patogeno umano. Questo capitolo esaminerà le risposte dell'ospite durante l'SVE, con particolare enfasi su come presentano bersagli terapeutici efficaci in queste malattie.

    Risposte di segnalazione dell'host all'infezione da Reovirus

    Il reovirus dei mammiferi è un virus a RNA a doppia elica senza involucro. Sebbene isolato dal tratto respiratorio ed enterico, il reovirus è raramente collegato a malattie umane ed è quindi considerato benigno. Recentemente, è stato scoperto che il reovirus uccide preferenzialmente molti tipi di cellule tumorali, aumentando la prospettiva di utilizzare il reovirus come reagente per la terapia del cancro. Gli studi sulla biologia dei reovirus rivelano che la segnalazione di Ras nelle cellule ospiti offre vantaggi per la replicazione dei reovirus nelle cellule trasformate rispetto alle cellule normali. Ulteriori studi sull'oncolisi del reovirus mostrano che tre fasi distinte della replicazione del reovirus oncolitico sono migliorate dall'attivazione di Ras: rimozione del rivestimento del virione, infettività del virus della progenie e apoptosi innescata da reovirus. L'identificazione del ruolo degli effettori a valle nell'oncolisi del reovirus rivelerà ulteriormente come il reovirus tragga vantaggio dalla segnalazione delle cellule ospiti e definirà meglio le differenze tra cellule normali e cancerose. La piena comprensione delle interazioni tra reovirus e cellula ospite ci consentirà inoltre di applicare meglio il reovirus come reagente antitumorale.

    Antagonismo del rotavirus della risposta immunitaria innata dell'ospite

    Rotavirus, membri del Reoviridae famiglia di virus segmentati a RNA a doppio filamento, sono la causa principale di diarrea pericolosa per la vita nei bambini piccoli. La replicazione del rotavirus è sensibile alle attività antivirali innescate dalle vie di segnalazione dell'interferone (IFN). Recenti studi hanno rivelato che i rotavirus sovvertono gli effetti dell'IFN attraverso le azioni di NSP1, una proteina virale con un putativo motivo RING-finger N-terminale e una regione C-terminale ipervariabile. NSP1 interagisce con diversi membri della famiglia di proteine ​​del fattore di regolazione dell'interferone (IRF), inclusi IRF-3 e IRF-7, fattori di trascrizione che sono critici per l'espressione degli IFN di tipo I (IFN-α e -β). Questa interazione richiede la regione C-terminale di NSP1 e provoca la degradazione proteasomica delle proteine ​​IRF. I rotavirus incapaci di produrre NSP1 completamente funzionali sono caratterizzati da carenze nella crescita e nella diffusione. La presenza di un motivo ad anello in NSP1 ricorda le ligasi della proteina ubiquitina E3, suggerendo che l'ubiquitinazione mediata da NSP1 può guidare la degradazione dell'IRF. Inducendo la degradazione di più membri della famiglia IRF, il rotavirus NSP1 funge da antagonista ad ampio spettro altamente efficace della risposta immunitaria innata.


    Esistono esempi di virus a RNA non patogeni? - Biologia

    Circa un anno fa, SARS-CoV-2 (che era ancora chiamato così) stava appena iniziando a emergere in un gruppo di casi in Cina. Sappiamo cosa è successo da allora, ma vale la pena ripeterlo: ci sono stati 69 milioni di casi e oltre 1,5 milioni di morti a livello globale al 10 dicembre 2020, secondo il Johns Hopkins Coronavirus Resource Center.

    E mentre il virus correva in tutto il mondo, anche la scienza ha corso per capire come funziona effettivamente, biologicamente. Oggi nel podcast di Science Talk, un virologo che ha fatto parte di questo enorme sforzo si unisce a noi.

    Britt Glaunsinger è professore nel dipartimento di biologia molecolare e cellulare dell'Università della California, Berkeley, e ricercatore presso l'Howard Hughes Medical Institute. Studia virus da 25 anni, con un focus particolare, prima di dicembre 2019, sull'herpesvirus. Negli ultimi 12 mesi, il suo laboratorio si è concentrato sulle strategie utilizzate dal virus per sopprimere il sistema immunitario innato del corpo.

    Trascrizione completa

    Jeffery Del Viscio: [00:00:00] Questo è un podcast di Science Talk di Scientific American Sono Jeff DelViscio. L'ospite di oggi è Britt Glaunsinger, virologa dell'Università della California, Berkeley, e dell'Howard Hughes Medical Institute. È una specialista in virus infettivi e li ha studiati con particolare attenzione all'herpesvirus negli ultimi 25 anni. Benvenuto al discorso scientifico, Brit. È bello averti.

    [00:00:26] Britt Glaunsinger: [00:00:26] Grazie, Jeff. È bello essere qui.

    [00:00:29] Jeffery Del Viscio: [00:00:29] È un momento davvero importante per guardare indietro alla nostra realtà molto diversa solo 12 mesi fa. Nel dicembre 2019, le prime infezioni stavano appena emergendo all'interno della Cina. SARS-CoV-2, non aveva ancora un nome, e nessuno poteva immaginare gli effetti globali che il virus avrebbe avuto su tutti noi. Ma era anche chiaro che questo nuovo coronavirus avesse acceso un fuoco sotto la sede della scienza. Quindi la mia domanda è: fino a che punto è arrivata la nostra comprensione scientifica della biologia e del comportamento del virus da allora?

    [00:00:58] Britt Glaunsinger: [00:00:58] Sì, abbiamo imparato alcune cose davvero critiche su come funziona il virus e anche, cosa importante, su come il nostro sistema immunitario risponde ad esso e su come questo virus SARS-CoV-2, essenzialmente causa il mancato funzionamento del nostro sistema immunitario in casi di grave COVID-19 e mancata accensione si concentrano davvero sulle primissime risposte immunitarie che il nostro corpo monta, queste sono chiamate risposte immunitarie innate. Questa immunità innata è una parte del nostro corpo che utilizza davvero sensori che rilevano pezzi di agenti patogeni, come il virus CoV-2 che non provengono dal nostro stesso corpo. E una volta che questi fattori o sensori rilevano queste offerte virali, emettono un sistema di allarme immediato che opera attraverso molecole chiamate citochine e interferoni. E questi sono importanti per attivare quelle risposte immunitarie successive come le cellule T e gli anticorpi di cui sentiamo parlare. E ciò che pensiamo è che è probabile che le persone che suonano questo allarme immunitario innato all'inizio dell'esposizione al virus e inducano livelli precoci e alti di quel sistema di allarme interferone vadano a eliminare il virus abbastanza rapidamente ed efficacemente. Quindi questi potrebbero essere gli individui con malattia asintomatica o moderata o lieve.

    [00:02:25] Tuttavia, ciò che gli scienziati hanno imparato è che le persone che continuano a sviluppare un COVID grave lo fanno probabilmente perché in loro il virus provoca una mancata accensione di quella risposta immunitaria. Così come le serie sbagliate di cellule immunitarie possono essere introdotte e potrebbero non indurre quel precoce sistema di allarme interferone in modo rapido o forte. E poi non possono controllare la carica virale. Il virus si amplifica a livelli davvero alti nel loro corpo. Quindi il loro corpo risponde a questa continua presenza del virus, fondamentalmente aumentando la produzione di fattori coinvolti nell'infiammazione.

    [00:03:02] Questa è un'infiammazione eccessiva o una risposta infiammatoria. Ed è questo che porta al danno al tessuto polmonare, che è davvero un segno distintivo della patologia COVID. Quindi quello che abbiamo scoperto dagli scienziati nell'ultimo anno è che ci sono biomarcatori che possono fornire indizi su chi alla fine si ammala di una malattia grave.

    [00:03:24] Gli scienziati hanno anche scoperto differenze genetiche o mutazioni che alcune persone hanno in quei geni immunitari innati che possono contribuire a uno scarso controllo iniziale del virus. Penso che questa comprensione che ci sono essenzialmente due fasi della malattia COVID-19, quella fase iniziale che è dominata dall'amplificazione virale. E una seconda fase che nei casi più gravi è dominata da una mancata accensione della risposta immunitaria è davvero importante. È importante perché illustra che ci sono due tipi di terapie che sono probabilmente necessarie a seconda della fase della malattia. Quindi farmaci che colpiscono direttamente il virus per fermarne la replicazione.

    [00:04:07] Queste sarebbero cose come Remdesivir di cui abbiamo sentito parlare molto nelle notizie, o forse trattate con cose come l'interferone ricombinante. Questo è qualcosa che viene usato per trattare altre infezioni virali croniche. Questi tipi di terapie probabilmente saranno efficaci solo per fermare quella prima fase della malattia, um, ma non saranno molto efficaci se vengono somministrati durante quella seconda fase, perché, uh, è allora che non è il virus , ma il sistema immunitario che sta guidando la malattia. E quindi, al contrario, i farmaci che smorzano quella risposta infiammatoria eccessiva, e il desametazone è uno di questi, potrebbero essere pericolosi da somministrare durante quella prima fase, quando si desidera davvero una risposta immunitaria rapida e robusta, ma potrebbero essere utili per smorzare il danno che ha causato dal sistema immunitario nelle fasi successive.

    [00:04:59] Jeffery Del Viscio: [00:04:59] Una delle parti chiave della comprensione del virus stesso e del modo in cui lo combattiamo è scientificamente basata sul tempismo, giusto?

    [00:05:05] Britt Glaunsinger: [00:05:05] Esatto, il tempismo è davvero fondamentale. Un tempismo per capire come risponde il tuo corpo molto presto e più tardi. E sai, i tempi e la dose del virus che potresti ricevere, capendo come in un certo senso, sai, quel tempismo o la cinetica dell'infezione e della risposta siano essenziali. E abbiamo fatto molti progressi su questo nell'ultimo anno.

    [00:05:27] Jeffery Del Viscio: [00:05:27] Quindi parliamo di alcuni di questi progressi specifici all'interno del tuo laboratorio e all'interno dell'UC Berkeley. Che tipo di lavoro hai svolto nell'ultimo anno? E che tipo di lavoro viene svolto all'interno dell'università stessa?

    [00:05:39] Britt Glaunsinger: [00:05:39] Sì. Quindi ciò su cui il mio laboratorio ha lavorato, uh, durante l'ultimo anno relativo al Coronavirus è capire il lato virale delle cose. Quindi sappiamo che questo virus ha molte strategie per cercare di smorzare quei primi sensori immunitari innati. Si è evoluto per cercare di spegnere quella componente della risposta immunitaria perché quella parte della risposta immunitaria è così essenziale essenzialmente per smorzare la capacità del virus di replicarsi molto presto.

    [00:06:12] E quindi quello che il mio laboratorio e altri alla UC Berkeley hanno fatto è cercare di capire le strategie che il virus sta usando per combattere quella risposta immunitaria innata - come sta abbassando i livelli di queste difese immunitarie innate sensore, proteine ​​e geni che potrebbero essere utilizzati dal tuo corpo per contrastare il virus. E così studiamo questo a livello molecolare, a livello dei singoli RNA che il virus sta prendendo di mira e che impedisce l'espressione.

    [00:06:45] Ma c'è un'ampia varietà di altre ricerche in corso nel campus. Questo tipo copre le scale di, uh, cercando di risolvere le strutture atomiche di vari componenti virali. Perché con questi, puoi usare quelle informazioni per progettare inibitori specifici contro gli enzimi virali, e anche su scala di progettazione di test diagnostici e creazione di centri di test per fare sorveglianza basata sulla comunità e test nei campus e cose del genere. Quindi davvero, uh, sai, abbracciando la comprensione dei dettagli molecolari di come il virus funziona e interagisce con la sua cellula ospite attraverso il lavoro di sorveglianza basato sulla comunità.

    [00:07:27] Jeffery Del Viscio: [00:07:27] Quindi, possiamo fare un passo indietro e parlare solo della risposta immunitaria innata. Forse possiamo passare dal momento in cui il corpo lo incontra per la prima volta al post-infezione. E potresti parlare un po' di ciò che sappiamo sull'immunità post-infezione e di quanto tempo potrebbe durare dato ciò che capisci sulla risposta immunitaria innata? Come può essere utile ed efficace o meno, e aiutarli nel corpo, a combattere il virus?

    [00:07:48] Britt Glaunsinger: [00:07:48] Sì, beh, è ​​noto ovviamente che la risposta immunitaria innata svolge ruoli davvero importanti nell'attivazione della risposta immunitaria adattativa, quelle cellule T e B che produrranno anticorpi nel caso delle cellule B o Le cellule T sono componenti della risposta immunitaria adattativa che entreranno e uccideranno le cellule già infette e saranno in grado di riconoscerle.

    [00:08:11] Quindi, questi sono due bracci dell'immunità, il sistema immunitario, l'innato e l'adattativo, ma ci sono chiari collegamenti e diafonia tra di loro. Lo sappiamo. Una domanda molto importante che sollevi è fino a che punto il nostro corpo ha la capacità di ricordare questo particolare virus? Se incontri il virus naturalmente attraverso un'infezione e monti di lunga durata. immunità adattativa al virus. E questa è una domanda davvero importante, giusto? Perché ci dirà, ad esempio, se sei già stato infettato da SARS-CoV-2, sei protetto contro la reinfezione? Ed è possibile che tu lo sia, ma è anche possibile che tu non lo sia. Sappiamo dal lavoro che è stato fatto con il virus Corona che causa il raffreddore.

    [00:09:02] Ci sono virus Corona in circolazione. Naturalmente, ciò ha causato circa il 30% del comune raffreddore. Ehm, sappiamo che gli individui che sono stati infettati da questi virus Corona causano raffreddore. Possono essere reinfettati, ehm, già un anno dopo, uh, con quello stesso virus, il che suggerisce che non hanno quella che chiameremmo immunità sterilizzante, il che significa che la tua immunità è così buona che il tuo sistema immunitario blocca il virus da creare qualsiasi tipo di infezione.

    [00:09:30] Ma la buona notizia è che questi individui, anche se vengono reinfettati, sono generalmente protetti dalle malattie. E quindi questo dice che c'è, uh, una risposta immunitaria che può proteggere almeno dalle malattie e questo è promettente. E quindi non sappiamo ancora come sarà la situazione per SARS-CoV-2, perché siamo ancora a malapena un anno dall'inizio di questa pandemia. Ehm, anche se sono già stati segnalati rari casi di reinfezione da CoV-2 in individui, ehm, provenienti da varie parti del mondo, inclusi Hong Kong e gli Stati Uniti e in Europa, eccetera, questi sono esempi piuttosto rari, ma potrebbero essere emblematici del fatto che l'infezione naturale con questo virus, ehm, potrebbe non proteggere completamente dalla reinfezione, uh, in un breve periodo di tempo relativamente breve. Anche se è possibile che la reinfezione naturale possa proteggere da, ehm, malattie gravi. Quindi l'idea è che ciò che vogliamo fare è generare vaccini che potrebbero, ehm, in effetti, migliorare quel livello di protezione.

    [00:10:36] Quindi potresti ottenere una risposta immunitaria migliore e più duratura da un vaccino rispetto a quella che potresti ottenere dal virus in parte, perché sappiamo che il virus stesso ha molti meccanismi integrati per smorzare quella risposta immunitaria innata , e può nascondersi in modi che rendono difficile per i nostri corpi generare una risposta immunitaria robusta e adattativa.

    [00:11:00] E consegnando pezzi di virus, uh, attraverso i vaccini, potremmo effettivamente ottenere una risposta migliore. E penso che questa sia la speranza, ma è ancora troppo presto per noi per sapere se ciò sarà confermato perché devi semplicemente aspettare il lungo periodo di tempo e vedere, sai, tra un anno quante persone sono protette o dall'infezione a tutti contro protetto dalla malattia due anni fuori, cinque anni fuori, uh, quello che succede lì che sfortunatamente è solo un lungo gioco di attesa. Non c'è modo di accelerare la risposta a questa domanda.

    [00:11:34] Jeffery Del Viscio: [00:11:34] Sono contento che tu parli dei vaccini perché ovviamente c'è molta attenzione su questo in questo momento. E questo perché ci sono alcuni candidati al vaccino che hanno già fatto le prove di fase tre, che è l'ultimo passo prima di una sorta di approvazione da parte della Food and Drug Administration. E quell'approvazione di emergenza potrebbe anche arrivare nel tempo tra quando stiamo registrando questo e quando va in diretta, ecco quanto velocemente si sta muovendo questo processo.

    [00:11:55] Quindi due aziende riportano un'efficacia migliore del 90%. Quelli sono Pfizer e Moderna. Qualcuno dovrebbe anche notare che c'è un altro candidato al vaccino dell'Università di Oxford e della compagnia farmaceutica, AstraZeneca, che sta mostrando risultati promettenti.

    [00:12:08] Ma per tornare alla Pfizer e ai vaccini materni, sono entrambi vaccini mRNA. Potresti parlarci un po' di cos'è in realtà un vaccino mRNA e come funziona?

    [00:12:18] Britt Glaunsinger: [00:12:18] Certamente, sì, questi due vaccini lo sono. i dati, prima di tutto, sono incredibilmente entusiasmanti per la maggior parte di noi tutti in quanto l'efficacia di questi primi risultati che sono stati rilasciati appare molto elevata. E, um, questa è una notizia eccezionalmente grandiosa. Ci sono molte domande senza risposta, ehm, relative a questi vaccini che possiamo certamente toccare. Quindi non è che abbiamo ancora tutte le informazioni, ma penso che sia in parte un'ottima notizia, perché questi vaccini con RNA messaggero. Non abbiamo precedenti con loro.

    [00:12:52] Questo è il primo lancio o test di fase tre di qualsiasi vaccino mRNA. Quindi non sapevamo se avrebbe funzionato affatto. E il fatto che sembrino funzionare così bene è estremamente eccitante. Quindi cos'è un vaccino a RNA messaggero rispetto a un vaccino tradizionale? Uh, per capirlo, devo prendermi solo un secondo per spiegare il concetto di cos'è un antigene.

    [00:13:15] Un antigene è un po' di virus che sei, o un agente patogeno in generale, ma per i nostri scopi, stiamo parlando anche di Cove. Quindi è, è un po' di virus che mostrerai al sistema immunitario e dirai che essenzialmente il sistema immunitario lo crea. Gli anticorpi contro questo, producono una risposta immunitaria adattativa contro questo e, sai, il contesto del vaccino, gli stai mostrando un pezzo esatto di virus che sappiamo che se un anticorpo è fatto per quel pezzo, quell'anticorpo può bloccare o neutralizzare il virus.

    [00:13:48] Questo è importante perché nel contesto di un'infezione naturale, il tuo sistema immunitario non sa a priori quale parte del virus, se produce un anticorpo, fermerà quel virus. Quindi produce molti anticorpi contro tutto ciò che vede e può. E molti di questi possono legare il virus, ma non legarlo in un modo che effettivamente lo bloccherà.

    [00:14:10] E quindi il vantaggio di un vaccino per, ehm, lo sviluppo dell'immunità è che in pratica stai dicendo al tuo sistema immunitario esattamente quali sono i giusti tipi di anticorpi, si spera che produca. E quindi questo è il vantaggio di questo rispetto a un'infezione naturale per acquisire l'immunità. E ci sono un paio di modi per dare quell'antigene o quel frammento di virus a un individuo. Il modo più tradizionale sarebbe, uh, iniettare a una persona un vaccino che ha già prodotto quella proteina.

    [00:14:40] E in modo che l'antigene, ovviamente, che tutti i vaccini prendono di mira sia la proteina spike del virus. Quella è quella proteina di superficie che è essenziale per permettere ai virus di legare le cellule ed entrare nelle cellule. E quindi se riesci a bloccare il legame con le proteine ​​spike e la funzione, essenzialmente hai fermato il virus nelle sue tracce perché non può entrare nella cellula.

    [00:15:03] E un virus che non può entrare in una cellula è, a tutti gli effetti, inerte e non patogeno. Quindi i vaccini tradizionali fornirebbero direttamente quella proteina. O fai crescere la proteina, sai, in un, in un grande bioreattore e iniettata da sola, questi sono chiamati vaccini a subunità, o la proteina è già presente sulla superficie di un virus inattivato in qualche modo.

    [00:15:30] La cosa che è diversa nei vaccini a RNA messaggero, e questo è simile per i vaccini a DNA, simile per l', um, il, l'adenovirus, i vaccini a base di vettori, che è il non infettivo indebolito, uh , vettori, tutti i fattori di base, sai, i primi di cui sentiremo parlare all'inizio delle prove di fase tre è che non forniscono direttamente la proteina. Forniscono la sequenza, la sequenza codificante il gene per quella proteina spike, uh, nelle tue cellule e usano le tue cellule per poi, uh, creare la proteina da quel set di istruzioni genetiche per gli spike. Quindi l'RNA messaggero sta fondamentalmente consegnando la sequenza genica per la proteina spike, o forse solo l'RNA, il dominio di legame del recettore della proteina spike, che viene poi, uh, utilizzato dalle tue cellule per produrre proteine ​​nelle tue cellule per quindi mostrare il sistema immunitario.

    [00:16:28] Pensi che Mr. E un vaccino sarebbe arrivato così lontano così velocemente senza il virus in giro? È una situazione di pollo, uovo, vaccino?

    [00:16:39] Certamente non sarebbe successo così velocemente. E in effetti, sai cosa abbiamo qui come piattaforma, a differenza di quanto abbiamo mai avuto prima, in cui tutti i possibili tipi di vaccini vengono fondamentalmente generati e testati contemporaneamente. Sia il tipo di strategie più classiche provate e vere, uh, per la produzione di vaccini che sono state utilizzate per altri vaccini approvati dalla FDA e queste piattaforme più recenti come i vaccini basati sul DNA e i vaccini MRN che hanno mostrato risultati promettenti, ma non sono mai, ehm, stati testato in questi studi clinici su larga scala per i vaccini prima. Quindi saremo in grado di incrociarle confrontarle. Uh, e ovviamente la velocità con cui otteniamo i dati per questi è notevolmente accelerata. Non abbiamo mai avuto risultati di uno studio di fase tre entro meno di. un anno dopo che è emerso un virus. Il più veloce e, naturalmente, con quattro o cinque anni, che è stato fulmineo rispetto al tempo necessario per sviluppare la maggior parte dei vaccini.

    [00:17:42] Jeffery Del Viscio: [00:17:42] Quindi sembra che SARS, cov due, abbia rimodellato il modo in cui funziona la scienza.

    [00:17:47] Britt Glaunsinger: [00:17:47] È decisamente rimodellato il modo in cui funziona la scienza. Uh, non riesco a pensare a un momento, um, nella storia recente o forse anche una storia più antica in cui l'intera comunità scientifica e la comunità medica hanno rivolto la loro esperienza con un focus simile al laser su una cosa, in particolare. Abbiamo un sacco di grandi malattie, giusto? Abbiamo il cancro, abbiamo la tubercolosi, abbiamo l'AIDS, abbiamo le malattie cardiache, e tutti hanno un grande impegno dedicato a loro. Ma questo virus ha davvero messo il mondo in ginocchio in un modo così drammatico che, ehm, che tutti stanno lavorando, uh, insieme, uh, per usare la loro esperienza, qualunque essa sia per cercare di trovare modi per conoscere e combattere questo virus e altri virus. E quindi la speranza, ovviamente, è che, um, il, ciò che viene fuori da questo, uh, approcci paralleli da molti, molti, molti angoli diversi e scienziati e competenze possano essere estrapolati anche ad altre malattie, altre malattie virali , altri agenti patogeni.

    [00:18:54] Quindi, ad esempio, la piattaforma dell'mRNA o la piattaforma del DNA per i vaccini, il vantaggio è che puoi fare questo plug and play di inserire la sequenza del gene, molto facilmente, possono essere progettati molto rapidamente. E se hanno funzionato qui, questo fornisce, uh, sai, una prova di principio, beh, il prossimo agente patogeno emergente che arriva. Possiamo usarli come punto di partenza e avere un buon senso che, uh, saranno efficaci.

    [00:19:23] Jeffery Del Viscio: [00:19:23] Per quanto questo virus abbia fatto in modo strano alla vita delle persone per l'economia, sembra una specie di catalizzatore.

    [00:19:30] Britt Glaunsinger: [00:19:30] Sì, potresti vederlo come un catalizzatore, un catalizzatore basato sul bisogno.

    [00:19:37] Jeffery Del Viscio: [00:19:37] In un certo senso è disperazione, giusto?

    [00:19:39] Britt Glaunsinger: [00:19:39] Esatto. Giusto.

    [00:19:41] Jeffery Del Viscio: [00:19:41] Parliamo del futuro. Non proviamo a proiettare un anno avanti. Sembra inconoscibile. Visto quanto è cambiato nell'ultimo anno. Quindi parliamo dei prossimi mesi. E forse possiamo iniziare dalla Casa Bianca. C'è un cambiamento nell'amministrazione in arrivo. Come pensi che possa cambiare la risposta federale al virus nel prossimo mese?

    [00:19:59] Britt Glaunsinger: [00:19:59] Direi che non ho alcuna informazione privilegiata, ma posso darti quella che è solo la mia opinione da quello che ho letto nelle notizie e quant'altro. Uh, ed ecco cosa, quello che mi aspetto è che ci sarà più una risposta federale coordinata invece di, uhm, fare affidamento su una sorta di stato a stato. Uh, uh, risposte, uh, sai, in un certo senso capirlo da sole e, e fare le proprie cose. La mia, la mia aspettativa è che ci sarà più coordinamento e più di una risposta unificata guidata dal governo federale, che penso sarà molto importante, in particolare per le questioni relative alla distribuzione dei vaccini e ovviamente alla priorità, di chi ottiene il vaccino prima e quali fattori ottengono eccetera. E anche nel pensare, sai, la politica del governo federale dovrebbe essere quella, uh, a suscitare forse mandati su, uh, allontanamento o indossare maschere o chiudere invece di fare affidamento sugli Stati. E potremmo vedere una mano più pesante che c'è, secondo me.

    [00:21:06] Jeffery Del Viscio: [00:21:06] E in termini di ciò che accade con il virus, non sta aspettando nulla, ovviamente. Puoi parlarmi di mutazione? Quanto è importante per il futuro del virus? Come potrebbe cambiare il nostro approccio alla lotta?

    [00:21:17] Britt Glaunsinger: [00:21:17] Sì. La mutazione è qualcosa a cui pensiamo sempre nel contesto degli agenti patogeni e dei virus in particolare, perché incorporano casualmente errori nella loro sequenza ogni volta che fanno una copia di se stessi. E questo perché, per la maggior parte dei virus, non hanno la capacità di copiare la loro sequenza genomica in un modo privo di errori. Le nostre stesse cellule hanno molti modi per copiare il nostro genoma, um, e, e correggerlo, controllarlo e ricontrollarlo per assicurarci che non vengano commessi errori quando amplifichiamo, sai, il nostro genoma e noi stessi come cellule, dividiamo i virus in generale molti virus, in particolare i virus con i loro genomi a RNA, non hanno tale capacità.

    [00:22:04] E questo di solito porta a, uh, per i virus a RNA, una mutazione molto rapida. E quella mutazione, uh, è qualcosa che può essere davvero impegnativo nel contesto dello sviluppo di farmaci antivirali e nello sviluppo di vaccini, perché la preoccupazione è sempre che emerga una versione mutante molto provvisoria, una versione modificata del virus resistente a, uh, un anticorpo o un, um, un farmaco antivirale.

    [00:22:38] Ora ci sono buone notizie su quel fronte per il coronavirus, che è che sì, muta tutti i virus mutano, ma che non sta mutando all'ipervelocità con cui alcuni altri virus a RNA mutano come l'influenza e HIV. Questi sono problemi davvero complicati a causa dei tassi con cui loro, loro, ehm, stanno subendo una mutazione.

    [00:23:04] Il coronavirus ha una caratteristica speciale che è molto insolita per i virus a RNA, ehm, in cui può effettivamente correggere gli errori che si verificano mentre copia il suo genoma. Può correggere il proprio meccanismo di copiatura del genoma. E ciò significa che il virus accumula meno errori di molti altri virus a RNA. Non significa nessun errore. Quindi, ovviamente, le persone osservano costantemente come sta cambiando questo virus e identificano i mutanti che possono sorgere. E in alcuni casi, mutanti che possono aiutare il virus a legarsi meglio alle cellule o a entrare meglio nelle cellule. Il cosiddetto aumento della sua uh, trasmissibilità o infettibilità.

    [00:23:55] E quindi quelle mutazioni, ehm, esistono e, ma non si verificano a una clip super rapida. Non è che stiamo vedendo tonnellate di mutazioni di fuga, in particolare nella proteina spike per dove potrebbe essere il dominio di legame del recettore. È relativamente stabile, il che penso sia una buona notizia per il fronte dei vaccini, ma è sicuramente qualcosa che le persone continuano a monitorare attivamente. Ci sono centinaia di migliaia di sequenze di coronavirus che sono state depositate nel database che, ehm, biologi evoluzionisti e scienziati genomici stanno esaminando esattamente come stanno nascendo questi mutanti e cosa significano per la fuga di anticorpi e cose del genere.

    [00:24:40] Jeffery Del Viscio: [00:24:40] Beh, in un anno apparentemente inesorabilmente brutto, questo sembra un accenno di almeno una piccola buona notizia. Sono troppo frettoloso?

    [00:24:48] Britt Glaunsinger: [00:24:48] Voglio dire, è tutto. Quello che si potrebbe considerare una buona notizia in queste cose. Ma penso anche che sia importante tenere a mente che, come hai detto, il virus sta imperversando proprio ora. Stiamo subendo la terza ondata di infezione qui negli Stati Uniti, la prima ad aprile o maggio, e poi abbiamo avuto una seconda ondata in estate e ora stiamo incontrando la terza ondata. Stiamo assistendo a una crescita esponenziale del virus praticamente in tutta la nazione.E quindi c'è molta preoccupazione che i nostri giorni più bui possano essere davanti a noi. Abbiamo potenzialmente ottime notizie sul fronte dei vaccini, ma ciò non si materializzerà nemmeno nel migliore dei casi per molti altri mesi a venire. E in quei diversi mesi, penso che assisteremo a un gran numero di morti e infezioni e trasmissioni gravi. Ed è in parte perché stiamo entrando nella tradizionale stagione delle malattie respiratorie, giusto? Questa stagione del raffreddore e dell'influenza e il coronavirus è uno di quei virus che è un virus respiratorio e tende ad avere stagionalità.

    [00:26:04] Quindi penso che, sai, ci sia una vera preoccupazione che, sai, parte di essa sia una crescita esponenziale che è legata al fatto che le persone stanno di più in casa e che gran parte della nostra vita è trascorsa nelle porte e questo è un , ovviamente, molto di più durante i freddi mesi invernali.

    [00:26:18] Il problema con gli interni e il freddo è che tendono ad essere ambienti in cui c'è una diminuzione dell'umidità, un'umidità relativa così bassa, forse, uh, dal 20 al 40%, uh, aria fredda e secca. Queste sono condizioni in cui i virus tendono ad essere più stabili e più facili da trasmettere attraverso la via aerea. L'aria secca può anche, uh, eliminare alcuni dei meccanismi antivirali di eliminazione del muco che si trovano nelle nostre vie aeree e che possono compromettere quella risposta immunitaria innata precoce.

    [00:26:53] E quindi, um, ci sono ragioni per pensare che, sai, l'aria fredda autunnale e invernale può esacerbare questo problema, uh, di infezione e che, uh, sai, quindi abbiamo dobbiamo solo essere più vigili, anche se abbiamo queste grandi notizie dal vaccino che non significano che possiamo abbassare la guardia, le persone devono stare estremamente attente durante l'inverno a prendere le distanze, indossare la maschera e lavarsi le mani e cose così. Starà a tutti noi prevenire la diffusione il più possibile, in attesa che avvenga la distribuzione del vaccino e, sai, che vengano scoperti farmaci antivirali, eccetera. Abbiamo tutti la stanchezza da pandemia, ma sai, è arrivato il momento in cui ragazzo, se abbassiamo la guardia, sarà un disastro nei prossimi due mesi.

    [00:27:40] Jeffery Del Viscio: [00:27:40] Bene, sembra che la scienza non smetterà di spingere su questo. Infine, potresti parlare un po' di cosa significa essere te stesso in questo momento? Qualcuno che è stato davvero impegnato con questo tipo di ricerca per 25 anni. Com'è lavorare su questo particolare argomento così da vicino, visto quanto sia importante per il mondo intero?

    [00:27:59] Britt Glaunsinger: [00:27:59] È un'esperienza umiliante da un lato, perché io, la mia prospettiva, avendo lavorato sui virus così a lungo, mi aiuta a capire l'entità del problema e l'entità della sfida che ci attende in una pandemia come questo. E quindi, um, questa è un'esperienza molto umiliante, uh, ma è anche quella che fa sentire a tutti noi che lavoriamo sui virus e agli scienziati in generale, il senso del dovere di avere qualcosa con cui contribuire. Abbiamo una base di conoscenza. Abbiamo un set di competenze che può aiutarci a imparare come funziona questo virus e a combatterlo. E, e questa è una sensazione davvero motivante e corroborante, sapere che abbiamo qualcosa da contribuire e che la mia conoscenza, sai, spero sia utile in questo contesto e anche in futuro. E quindi, ehm, sai, se continua ad alimentare la mia passione per la virologia, che è sempre stata forte.

    [00:29:00] Britt Glaunsinger è un virologo presso l'Università della California, Berkeley, e l'Howard Hughes Medical Institute. Grazie mille per esserti unito a noi in Science Talk, Britt.

    [00:29:08] Grazie mille per avermi ospitato, Jeff.

    RIGUARDO AGLI AUTORI)

    Jeffery DelViscio è redattore multimediale senior responsabile di video e podcast presso Scientifico americano.


    Riferimenti

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