mercoledì 15 aprile 2020

Virus

In questi giorni sentiamo continuamente parlare di virus.

Il Coronavirus, che tanto sta condizionando le nostre vite è proprio questo, un virus.
Ma sappiamo tutti cos'è un virus?
Non credo. Anche perché, discutendo con le persone, mi sono reso conto che tanti pensano sia qualcosa di simile a un batterio, un "microorganismo", un "piccolo essere", qualcosa di poco chiaro e che, chi non ha studiato l'argomento, probabilmente non conosce.

Partiamo dal presupposto che i virus sono esseri (non posso dire "viventi" e spiegherò dopo perché) particolari, strani, diversi da tutti gli altri che conosciamo. Sembrano quasi esseri alieni, completamente diversi da quelli ai quali siamo abituati, come i batteri o i funghi. Per capirci, sappiamo che per "essere vivente" noi intendiamo sia quelli piccolissimi (i batteri, per esempio) che quelli più grandi (gli uomini, i felini, i mammiferi) e che sappiamo che l'entità principale degli esseri viventi è la cellula, che è composta da una membrana, un nucleo e dal DNA, la struttura nella quale sono "scritte", nel materiale genetico, le informazioni che ci fanno vivere.
Bene, nel virus tutto questo è diverso, per capirlo dobbiamo dimenticare totalmente la "struttura" che immaginiamo per le cellule o gli esseri viventi e le loro caratteristiche sono talmente complesse che ancora non le conosciamo tutte, anche perché la loro scoperta è relativamente recente (all'inizio del 1900 circa).

Un virus è una struttura particolare formata da una capsula (si chiama "capside"). I virus sono piccolissimi, molto più piccoli dei batteri, misurano circa 100 nanometri (nm, un nanometro è un miliardesimo di metro), centinaia di volte più piccoli di un granello di polline, non basta quindi un normale microscopio per vederlo ma serve almeno un microscopio elettronico. Possono esserci pure altre formazioni nel virus, per esempio delle "punte" che servono a farlo "agganciare" alle cellule e che si trovano tutte attorno al capside. All'interno di questa capsula ci sarà l'acido nucleico proprio quel DNA (o RNA) che possiamo trovare in tutti gli esseri viventi. In parole molto povere è come se un virus fosse una scatola che contiene il materiale che forma i geni, ovvero quelle strutture che determinano tutta la nostra vita biologica. Esistono virus a DNA e a RNA, proprio secondo il tipo di acido nucleico contenuto. Il virus non contiene niente altro (sto semplificando, ovviamente). Non è un essere vivente che nasce, cresce, si riproduce e muore. Non si alimenta, non ha "vita" come la concepiamo comunemente, è un involucro che "agisce" solo quando trova una cellula da infettare e neanche "si muove", non ha capacità autonoma di spostarsi o decidere dove andare, è trasportato: dall'aria, dalle goccioline di saliva, dalle superfici in cui si posa, dagli eventi ambientali, resta insomma in una sorta di "pausa" fino a quando non incontra un'altra cellula da infettare.
Già, perché mentre gli esseri viventi si riproducono (in vari modi, dalla fecondazione alla divisione cellulare), il virus non lo sa fare. Non sa riprodursi da solo, deve entrare in una cellula, "modificarla" e usarla per creare tante copie di se stesso.

Quando riesce a fare questo il virus mantiene lo stesso scopo, non si trasforma, non diventa altro, cerca altre cellule, solo al loro interno si riproduce, esce fuori e cerca altre cellule. Niente altro.

La replicazione del virus: entra nella cellula, rilascia il contenuto che era all'interno del "capside", lo "moltiplica" all'interno del nucleo (in altri casi nel citoplasma), inizia a uscire riformando la sua capsula che contiene il nuovo genoma del nuovo virus, esce dalla cellula e ne cerca un'altra.

Un virus, ormai formato, esce dalla cellula che ha infettato (foto).

Rappresentazione schematica di un virus (disegno)

Foto di virus (Coronavirus)
Ecco cosa si intende per "infezione virale". I batteri "toccano" una zona del corpo, lì trovano l'ambiente adatto per vivere, cominciano a riprodursi (per esempio ogni batterio si divide in due, quei due in quattro e così via) e riproducendosi diventano pericolosi, sono un'infezione batterica, come la polmonite). L'infezione virale invece via via inizia a distruggere (quasi sempre, alcuni virus non lo fanno) le nostre cellule, le invade, le usa e poi le abbandona distrutte. Per questo le infezioni virali sono molto gravi, pericolose per definizione. Per questo malattie come il morbillo o la rosolia sono potenzialmente letali, dannose, perché non solo distruggono letteralmente le cellule dell'organismo ma i virus che le causano sono costantemente alla ricerca di altre cellule da infettare e distruggere (con il contagio di altri individui). E per questo la cura delle malattie virali è difficile quando non impossibile, per curarle devi "entrare" nella cellula, impedire che il virus la infetti, fermare in tempo la sua diffusione.
Nella malattie batteriche "basta" "uccidere" il batterio, in qualsiasi modo (per esempio con gli antibiotici o un disinfettante) con i virus no, devi stanarlo dentro le cellule o, se fuori, bloccare il meccanismo (per esempio bloccare le parti della sua capsula che vanno alla ricerca delle cellule da infettare). Non per niente l'unica vera medicina efficace nell'evitare le malattie virali è il vaccino che, creando un ambiente ostile e un organismo pieno di anticorpi pronti ad aggredire eventuali virus che ci infettassero, impedisce lo sviluppo della malattia. C'è un'altra caratteristica dei virus che li rende difficili da sconfiggere: mutano (ovvero "cambiano").
Una mutazione è un piccolissimo cambiamento della loro struttura. Nelle varie fasi di replicazione, nei vari passaggi da un individuo all'altro, nel tempo, un virus potrebbe avere una piccolissima modifica (in un gene ad esempio o una proteina che costituisce la sua "capsula") e questo, pur facendolo restare lo stesso virus lo rende diverso, è una mutazione di un virus conosciuto. Tutti i virus mutano e non possiamo sapere se quella mutazione li renderà più o meno "pericolosi" (quindi che possono causare malattie) per l'uomo.

Le particelle di virus si annidano nelle cellule che più prediligono (alcuni preferiscono le cellule della faringe, altri quelle intestinali, altri ancora quelle nervose e così via) e quindi possono essere emessi all'esterno del corpo con varie modalità (se sono nella faringe basta un colpo di tosse o uno starnuto, se nell'intestino un contatto fecale e così via). Una volta all'esterno del corpo il virus può sopravvivere diverso tempo: alcune ore, alcuni giorni e persino molti anni, in forma silente.
Il virus della poliomielite, per esempio, dopo un giorno non è più attivo e muore. Certo che la sopravvivenza dipende anche dalle condizioni ambientali di umidità, temperatura, dalla presenza di esseri viventi, da superfici e particelle in sospensione nell'atmosfera, per questo un virus non ha un tempo di sopravvivenza preciso ma variabile. Può essere distrutto da agenti disinfettanti abbastanza comuni (candeggina, alcol) ma può distruggersi anche perché troppo tempo nell'ambiente esterno.

Per queste loro "strane" caratteristiche i virus sono sicuramente molto affascinanti e il loro studio ricco di sorprese.

Sono tante le malattie causate dai virus. Tra le più note ricordiamo il morbillo, la rosolia, la poliomielite e, oggi, Covid-19 e la loro cura è molto difficile. Una rivoluzione nella lotta alle malattie virali è stata rappresentata dalla scoperta dei vaccini.

C'è un altro aspetto dei virus che trovo affascinante e quasi misterioso. Nei millenni, nei milioni di anni (non sappiamo quando siano comparsi sulla Terra i virus ma sappiamo che esistono da migliaia di anni) della loro esistenza, i virus hanno infettato miliardi di miliardi di miliardi di cellule (esseri umani, animali, piante, generazioni, intere etnie e popolazioni) e in queste infezioni, continue riproduzioni, passaggi da una cellula all'altra, hanno lasciano tanti residui. Il loro materiale genetico è così finito nel nostro (e in quello di tutte le altre specie viventi). Sappiamo che nel nostro DNA sono presenti frammenti piccolissimi ma conosciuti di materiale genetico virale, derivante direttamente da infezioni del passato che poi scomparse o meno, hanno lasciato traccia nelle nostre cellule. Queste, trasmesse da genitori a figli, sono arrivate fino ai giorni nostri.
Non è incredibile?
I virus sono talmente diversi e particolari, rispetto alle cellule viventi che conosciamo, che c'è molto dibattito sulla loro inclusione tra le specie viventi. C'è chi non le considera "esseri viventi", chi parla di "esseri ai margini della vita" ma d'altronde evolvono, hanno un ciclo di esistenza, non sono come un oggetto inanimato che esiste o meno e non ha un'evoluzione propria. Insomma, un vero mistero.

E davanti a queste incredibili caratteristiche c'è da dire una cosa, un'altra che trovo affascinante (ne ho parlato qui ma anche nei miei libri). Siamo riusciti a usare a nostro vantaggio le capacità dei virus di entrare nelle cellule e modificare il DNA. Non è facile entrare nelle cellule dell'organismo, dovremmo avere farmaci intelligenti, quasi "astronavi" guidate. Ma se riuscissimo a farlo potremmo pensare addirittura di curare le malattie genetiche. Questo è ancora più complicato perché non basterebbe entrare e "sistemare" una cellula ma tutte o la maggioranza delle cellule del nostro organismo.
Come fare?
Con quale mezzo entrare dentro e in tutte le cellule del nostro organismo?
Ecco, con i virus. Loro sanno come fare, è il loro scopo.

Virus Ebola
Siamo riusciti a farlo. Abbiamo reso dei virus inoffensivi (come quello dell'HIV, il virus che causa l'AIDS), gli abbiamo "impiantato" un gene che in una malattia è difettoso (per esempio in una malattia neurologica) e lo introduciamo nel corpo della persona affetta da questa malattia. Qui il virus entra nelle cellule (che hanno appunto un gene "anomalo", causa di quella malattia) e sostituiscono il gene anomalo con quello corretto messo dal biotecnologo. Questo succede in una cellula ma poi il virus si riproduce e quindi cerca le altre cellule anomale per correggerle, insomma infettando corregge tutte le anomalie genetiche di fatto guarendo la persona da una malattia inguaribile. Un vero e proprio miracolo della scienza.
Sono cose che oggi si fanno. Hanno ancora il limite della tecnica molto difficoltosa e dei costi altissimi ma non è più fantascienza.

Virus dell'influenza
Virus HIV (causa dell'AIDS)

Herpes virus

Non sappiamo quindi se i virus siano definibili come esseri "viventi", qui siamo più nella filosofia ma sicuramente della vita fanno parte, sono parte di noi, letteralmente.
E spero che con questa breve spiegazione sono riuscito a renderli più comprensibili.

Alla prossima.

Images credits: http://www.virology.net

21 commenti:

  1. Questo commento è stato eliminato dall'autore.

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  2. "I virus sono una brutta notizia avvolta in una proteina", Peter Medawar, biologo, premio Nobel per la medicina
    "I virus sono proteine lipidiche a DNA". Ti lascio cercare l'autore di questa perla autonomamente. Lo conosci. :-D

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    1. Non so chi sia l'autore della seconda affermazione ma sono sicuro sia "candidato al premio Nobel". :D

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    2. Forse per l'Ignobel ce la può fare, J.P. Vanoli

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    3. Vabbè, io non sono un medico (cerco solo di seguire persone preparate), però non serve un medico per capire che il primo medico di cui questo ha bisogno è uno psichiatra https://www.mednat.news/curriculum.htm
      (ah, il mio nome è Carlo Felice Dalla Pasqua, non so perché Google mi autentichi come aleph, mio nick in un vecchio blog)

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    4. Non so quanto sono OT.
      Ma in questi giorni è resuscitato l'esimio prof phd pluricandidato al nobel Giulio Tarro in polemica con Burioni. Evvai con gli articoli ed i commenti dei quotidiani. Quanta pochezza ed idiozia nella nostra povera informazione!
      Ma non si potrebbe fare come dice il governatore De Luca ed usare il lanciafiamme?
      Battuta forte lo so ma sono incazzatissimo.
      Grazie e scusami lo sfogo

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  3. "E spero che con questa breve spiegazione sono riuscito a renderli più comprensibili"
    La risposta alla tua domanda è: complimenti e grazie

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  4. Articolo bellissimo!
    piccolo refuso: e quindi possono essere emessi all'ESTERO del corpo con varie modalità

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  5. Grazie. Esauriente. Peccato sia finito presto, avrei continuato a leggere :)

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  6. Sempre un piacere da leggere.

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  7. Una spiegazione piacevole da leggere e che mi ha insegnato tanto. Grazie

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  8. Grazie per l'articolo chiaro e interessante!

    Volevo gentilmente chiedere due cose:
    - quali virus possono sopravvivere degli anni nell'ambiente esterno? non sapevo ce ne fossero di così resistenti..
    - avevo letto che i virus in origine infettavano solo gli animali e che noi esseri umani abbiamo iniziato ad avere problemi di infezioni di questo tipo con l'inizio dell'allevamento ..mi chiedevo se è proprio così..

    PS: ho cercato su google la frase "I virus sono proteine lipidiche a DNA" e ho trovato subito l'autore! :-)

    Valeria

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    1. quali virus possono sopravvivere degli anni nell'ambiente esterno? non sapevo ce ne fossero di così resistenti.

      Inizialmente era solo un'ipotesi, si pensava che in certe situazioni estreme (sulla Terra fondamentalmente quelle dei poli e di certe aree vulcaniche), potessero sopravvivere dei virus particolarmente resistenti (viste le condizioni nelle quali proliferavano) in una sorta di "letargo", pronti a risvegliarsi quando ne avessero avuto la possibilità. Poi, un giorno, ne abbiamo scoperto uno:
      https://it.wikipedia.org/wiki/Pithovirus_sibericum

      avevo letto che i virus in origine infettavano solo gli animali e che noi esseri umani abbiamo iniziato ad avere problemi di infezioni di questo tipo con l'inizio dell'allevamento ..mi chiedevo se è proprio così

      No. Nel senso che se consideriamo umani i nostri progenitori (scimmieschi), possiamo dire che i virus hanno sempre infettato l'uomo. Ovviamente hanno iniziato con gli animali (e prima ancora con le prime cellule presenti sul pianeta) perché l'uomo non c'era. Se ci limitiamo al solo periodo storico (Antico Egitto e prima) abbiamo testimonianze certe di malattie virali nell'uomo.

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  9. "Sono cose che oggi si fanno. Hanno ancora il limite della tecnica molto difficoltosa e dei costi altissimi ma non è più fantascienza."

    Qualche esempio di malattie curate con questa tecnica?

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  10. Qualche esempio di malattie curate con questa tecnica?

    L'amaurosi di Leber, un'altra malattia chiamata ADA-Scid, la coroideremia, la leucodistrofia metacromatica, la sindrome di Wiskott-Aldrich, la SMA e tante altre in sperimentazione.

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  11. Si potrebbe anche sostenere che un essere vivente sia un essere che riesce a duplicarsi (anche con l'aiuto di qualcuno o qualcosa d'altro) e che sia soggetto ad evoluzione. In questo caso anche un virus potrebbe essere considerato vivente.

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  12. Buonasera, io non riesco a capire una cosa, in questo periodo molti esperti visti in TV hanno affermato che è impossibile che questo virus scompaia da solo come è successo con la sars nel 2003.

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  13. Salve, vorrei chiedere. Sento dire che anche se viene trovato un vaccino non sarebbe efficace perché il virus a ottobre sarebbe già mutato e quindi ci si ammalerebbe comunque, un po' come succede con l'antinfluenzale. Grazie

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    1. Allora, purtroppo i mass media e Internet dicono di tutto. Il punto è diverso, ovvero: SE il virus muta con rapidità, un vaccino potrebbe rivelarsi poco utile. C'è però quel grosso SE.

      Per molti virus, ci si ammala una volta sola nella vita: morbillo, rosolia, varicella... Questi virus mutano con grande lentezza, per cui una volta sviluppati gli anticorpi, non hai piú problemi.

      Alcuni virus, come quello dell'influenza, mutano con rapidità. Con quale rapidità, di anno in anno, è impossibile prevederlo, tant'è che certi anni il vaccino funziona abbastanza bene, altri meno bene...

      Faccio un esempio eclatante: per la malattia di Lyme (provocata da un batterio, è vero, ma il discorso è analogo) venne elaborato un vaccino, ma venne abbandonato dopo pochissimo tempo perché la mutazione rapida del microorganismo lo rendeva inutile.

      Ora, la domanda è: questo nuovo coronavirus con che velocità muta? Essendo un virus cosí nuovo, non ci sono ancora certezze. Da quel che ho letto negli ultimissimi giorni, pare che muti molto piú lentamente del virus dell'influenza, il che è incoraggiante, ma ovviamente è imprudente sbilanciarsi, per il momento.

      Ciò detto, la ricerca deve andare avanti e bisogna proseguire lungo tutte le strade ragionevoli, questo va da sé.

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  14. Quindi Bruno un "virus" software è vivo? La parte relativa all'evoluzione non è così evidente ma ogni cosa che si replica è soggetta ad errori nella copia e seppure con pochissime probabilità l'errore potrebbe "favorire" le replicazioni successive. Essere soggetto ad evoluzione è logicamente contenuto in riuscire a replicarsi

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