Gli scienziati scoprono i nuovi reticoli nell'evoluzione del virus dell'influenza

I ricercatori dall'istituto di Skolkovo di scienza e tecnologia hanno trovato che il virus dell'influenza indiretto è capace di nuovi reticoli di evoluzione e della mutazione per sfuggire al trattamento con le droghe attualmente disponibili ed alla prevenzione con i vaccini attualmente disponibili. Questa scoperta tuttavia ha potuto aiutare i ricercatori a predire le mutazioni potenziali nel genoma del virus ed infine ad aiutarle per sviluppare e progettare i vaccini più efficaci contro influenza.

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illustrazione 3d che mostra i virus dell'influenza con RNA. Credito di immagine: Axel_Kock/Shutterstock

Lo studio nominato, “non stazionarietà Allele-specifica nell'evoluzione delle proteine della superficie del virus di influenza A,„ è stato pubblicato nell'ultima emissione di PNAS.

I ricercatori hanno spiegato che i virus dell'influenza sono rinomati a causa della loro capacità di subire una mutazione rapidamente. A differenza di altre malattie virali che possono essere impedite efficacemente dai vaccini disponibili, gli scatti di influenza devono essere modificati quasi ogni anno per superare il problema di mutazione. Il virus sfugge al vaccino alterando il suo genoma. Il virus altera i sui geni cambiando le sequenze aminoacidiche e questo cambia le loro proteine di superficie. Queste proteine di superficie fungono da antigeni che il sistema immunitario dell'organismo riconosce da un'infezione precedente.

Quando gli antigeni sono alterati, il sistema immunitario deve combatterlo fuori di nuovo ogni volta. I vaccini egualmente sono sviluppati contro questi antigeni. Quando gli antigeni sono alterati, i vaccini egualmente devono essere cambiati per adattarsi a questa alterazione. Ciò rende ad influenza una minaccia ogni stagione con la popolazione immunocompromised che è la maggior parte a rischio di ottenere severamente malata o soccombere all'infezione. La popolazione immunocompromised include i bambini e gli anziani come pure le donne incinte e quelle con le malattie di immunodeficienza. Ogni anno la nuova iniezione antinfluenzale sviluppata contiene una miscela delle proteine di superficie per combattere fuori gli sforzi virali freschi ed amplificare il sistema immunitario.

Questo nuovo studio rivela che le mutazioni del virus dell'influenza non sono casuali e potrebbero essere prevedute almeno parzialmente. Può essere capito, questo è un percorso che tagliato lo sviluppo nella progettazione dei vaccini migliori che potrebbero combattere fuori le infezioni di influenza ogni stagione. I ricercatori hanno spiegato che nella fase della mutazione e l'evoluzione, c'è un trattamento della selezione naturale dove soltanto lo sforzo migliore e più virulento ottiene selezionato per la sopravvivenza. Ci sono mutazioni che possono essere nocive al virus stesso. Queste mutazioni non sono selezionate spesso. Il gruppo ha esaminato gli algoritmi che potrebbero predire quali mutazioni sarebbero state selezionate naturalmente dal virus per rendere stesso più virulento.

Il gruppo dallo Skoltech, l'istituto di ricerca centrale dell'epidemiologia piombo dal professor Georgii Bazykin di Skoltech, con altri colleghi, ha lavorato ai reticoli di cambiamento degli amminoacidi all'interno del genoma del virus dell'influenza che potrebbe alterare la struttura di superficie della proteina in un modo che potrebbe selezionare lo sforzo più virulento.

Il gruppo ha usato la bioinformatica ed ha riferito i metodi per trovare che il periodo dell'origine di un amminoacido era il fattore di determinazione nelle sue probabilità di ottenere sostituite. Questo reticolo è stato chiamato “senescenza„. Ciò era un trattamento che ha dettato l'evoluzione virale, il gruppo spiegato. Questo metodo di cambiamento dell'amminoacido piombo al cambiamento definitivo nello sforzo virale e la sua selezione, hanno scritto.

Georgii Bazykin, autore principale, spiegato, “i modelli attuali è basato sul presupposto che l'evoluzione del virus è qualcosa come muoversi lungo uno spazio collinoso, in cui l'altitudine sopra il livello del mare è la forma fisica virale, cioè, quanto efficacemente può infettare il host. Osserviamo che il paesaggio è più simile ad una superficie tempestosa del mare. L'evoluzione virale somiglia al movimento di un surfista che deve restare sulla cima dell'onda che le fughe sotto dai suoi piedi e deve continuare muoversi per non annegare. I modelli attuali provano a predire i movimenti del surfista, ma è difficile da farla senza capire che sia l'onda che si muove.„

Scrivendo circa il significato della loro individuazione degli autori dello studio ha scritto, “noi indicano che la forma fisica ha conferito sistematicamente dalle proteine di una variante dell'amminoacido in superficie dei cambiamenti del virus di influenza A con tempo poiché questa variante è comparso. La direzione di questo cambiamento dipende dal suo ruolo funzionale. Alle regioni antigeniche, le varianti sono più di meno adattate con tempo. Per contro, le varianti alle regioni interne sono di più adattate con tempo.„ Hanno aggiunto, “questo dinamico possono essere spiegate da un modello semplice: mentre la forma fisica degli amminoacidi profondamente incassati negli aumenti della proteina dovuto le sostituzioni altrove, quello degli amminoacidi esposti al sistema immunitario cade mentre l'immunità del gregge si adatta a loro.„

Gli autori dello studio concludono, “… i risultati rivelano una sfaccettatura non ancora documentata di evoluzione adattabile e suggeriscono gli approcci per la previsione della dinamica evolutiva degli agenti patogeni.„

Journal reference:

Allele-specific nonstationarity in evolution of influenza A virus surface proteins Anfisa V. Popova, Ksenia R. Safina, Vasily V. Ptushenko, Anastasia V. Stolyarova, Alexander V. Favorov, Alexey D. Neverov, and Georgii A. Bazykin PNAS first published October 2, 2019 https://www.pnas.org/content/early/2019/10/01/1904246116

Dr. Ananya Mandal

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Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal is a doctor by profession, lecturer by vocation and a medical writer by passion. She specialized in Clinical Pharmacology after her bachelor's (MBBS). For her, health communication is not just writing complicated reviews for professionals but making medical knowledge understandable and available to the general public as well.

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