Strategia evoluzione di influenza colpisce perfetto equilibrio

Maggio 30, 2016 Admin Salute 0 2
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Gli scienziati hanno scoperto la formula segreta della influenza per efficacemente in evoluzione all'interno e tra le specie ospiti: equilibrio. La chiave si trova con processo di replica unico della influenza, che si è evoluta per produrre abbastanza mutazioni del virus di diffondersi e di adattarsi al suo ambiente di accoglienza, ma non così tanti che le mutazioni genomiche indesiderate portano alla scomparsa della influenza (mutagenesi catastrofica). Questi risultati ribaltano assunzioni di lunga data su come il virus evolve.

Una migliore comprensione di come il virus influenzale si replica e si evolve per infettare nuovi host aiuteranno gli scienziati a trovare nuovi modi per combattere l'influenza. Una possibilità è lo sviluppo di terapie che sfruttano le nuove scoperte, promuovendo mutagenesi - trattamenti destinati a generare un aumento mutazioni che in ultima analisi, uccidere il virus.

"Questi nuovi risultati ci danno indicazioni su come possiamo essere in grado di controllare l'evoluzione virale", ha detto Baek Kim, Ph.D., professore del dipartimento di Microbiologia e Immunologia presso l'Università di Rochester Medical Center e autore principale dello studio. "Questa ricerca presenta una strategia attraente per affrontare l'influenza - rendendo il virus dell'influenza stessa uccidere amplificando il numero di mutazioni effettuate oltre il livello desiderato, che è letale per il virus."




Nel nuovo studio, pubblicato sulla rivista online PLoS One, scienziati smentiscono l'idea largamente accettato che il virus dell'influenza si evolve in modo efficiente grazie al suo processo di replica soggetto a errori. Il virus richiede un elevato numero di mutazioni genomiche di saltare da una specie all'altra, ad esempio da un maiale di un essere umano, e fino a questo punto scienziati ritiene il processo di replica soggetto a errori facilitato le mutazioni necessarie per l'influenza di diffondere. In realtà, il suo processo di replica non è soggetto a errori; piuttosto, il virus passa attraverso vari cicli di genoma RNA replica in ogni ciclo di infezione virale, permettendo di produrre più di abbastanza mutazioni genomiche necessarie per l'evoluzione virale e l'adattamento di accoglienza.

Processo di replica accurata della influenza mantiene anche il virus sotto controllo. Data l'influenza di vari cicli di replicazione RNA per infezione, troppe mutazioni risulterebbe se il processo è stato molto incline a errori, portando a mutagenesi catastrofica.

"La percezione è sempre stata che il virus dell'influenza muta molto, e per farlo deve avere un enzima che fa un sacco di errori, ma il lavoro di Kim dimostra che non è il caso a tutti," ha detto David Topham, Ph.D., professore associato di Microbiologia e Immunologia presso Rochester e un esperto su come il corpo combatte l'influenza. "C'è una pressione selettiva, forse in relazione alla strategia di replica più della influenza, che aiuta alcune mutazioni a sviluppare ed evitare l'immunità in modo che il virus può diffondersi."

Topham, Kim e John Treanor, MD, capo delle Malattie Infettive Divisione del Dipartimento di Medicina presso Rochester, conducono il New York Influenza Center of Excellence (NYICE), che ha finanziato la ricerca attuale. NYICE è uno dei cinque centri a livello nazionale designati dal National Institutes of Health per migliorare la nostra comprensione del virus influenzale attraverso studi di ricerca e di sorveglianza di base, e per facilitare la preparazione del paese per una potenziale pandemia.

Per fissare i meccanismi alla base dell'evoluzione virus influenzale, i ricercatori hanno condotto analisi biochimiche uniche a confronto la replicazione del virus influenzale di replicazione di HIV, che è stato ben caratterizzato in ricerche precedenti. Mentre entrambi i virus richiedono produzione mutazione efficiente per adattarsi e prosperare nei loro ambienti host, si replicano le loro informazioni genetiche in modo molto diverso. HIV si è evoluta in modo che il virus ha solo un paio di occasioni per replicare il suo genoma per infezione e generare mutazioni sufficienti, mentre il virus influenzale ha ampie possibilità di fare e di accumulare mutazioni genomiche in ogni ciclo di infezione virale.

Al centro della nuova scoperta sono le polimerasi, o enzimi, responsabili per la replicazione virale. Poiché il virus dell'AIDS ha solo poche possibilità di replicare il genoma in ogni ciclo di infezione, le sue polimerasi sono altamente soggetto a errori per generare mutazioni sufficienti all'interno sua finestra di replica limitata. Al contrario, i polimerasi virus dell'influenza sono enzimi ad alta fedeltà - sono accurate e non soggetto a errori. Anche senza modifiche copiose di materiale genetico, strategia di replica più del flu permette al virus di produrre mutazioni genomiche sufficienti per l'evoluzione virale e l'adattamento di accoglienza.

"La squadra di Kim ha sviluppato qualche nuovo importante metodologia per lo studio della funzione della polimerasi dell'influenza che potrebbe facilmente portare allo sviluppo di nuovi farmaci antivirali o altri metodi di lotta contro l'influenza", ha detto Treanor. "Credo che questa ricerca stimolerà un sacco di ulteriori ricerche sulla polimerasi influenza."

Oltre a Kim, Shilpa Aggarwal, Ph.D., Birgit Bradel-Tretheway, Ph.D., Toru Takimoto, DVM, Ph.D., e Stephen Dewhurst, Ph.D., presso l'Università di Rochester Medical Center partecipato nello studio.

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