Retrovirus

Retrovirus e cancro

I retrovirus rientrano nella lista dei patogeni potenzialmente coinvolti nell'innesco di forme neoplastiche: questi virus hanno conquistato un ruolo di prestigio nella ricerca sulla genetica del cancro nell'uomo. Da ormai molti anni, i retrovirus sono al centro dell'attenzione scientifica, poiché molti di loro sono considerati virus oncogeni a tutti gli effetti. Inoltre, possono essere sfruttati per introdurre geni in cellule di mammifero, riprogrammandone l'attività a fini terapeutici (terapia genica, quindi inserendo geni buoni nella cellula) o tecnologici (sintesi di proteine utili).
Entrando in una cellula ospite, i retrovirus sono in grado di convertire il proprio genoma da RNA a DNA: avvalendosi dell'ausilio dell'enzima trascrittasi inversa, il virus opera la cosiddetta retro-trascrizione trasformante l'RNA virale in DNA. Quest'ultimo si integra nel DNA della cellula ospite che viene sfruttata per la sintesi di genoma e strutture virali.

 

Retrovirus

Classificazione dei Retrovirus

I Retrovirus appartengono a ben 5 famiglie virali, tra cui quella dei Retroviridae è la più nota.

IN BASE ALLA PATOGENICITA'€, i virus appartenenti alla famiglia dei Retroviridae sono classificati in tre sottofamiglie:

  1. Oncovirus: causano danno sia in vitro che in vivo. Generalmente, i retrovirus di questa categoria sono coinvolti nell'eziopatogenesi di forme tumorali.
  2. Spumavirus: sebbene siano responsabili di effetti citopatici in vitro (insieme di alterazioni morfologiche assunte dalla cellula infettata da virus), la loro patogenicità non è ancora stata dimostrata in vivo. Alcuni autori inseriscono in questa sottofamiglia il retrovirus HFV (virus dell'epatite F).
  3. Lentivirus: questi retrovirus inducono progressive compromissioni a carico del sistema immunitario e neuronale.

I retrovirus patogeni per l'uomo sono:

  1. HIV o virus dell'immunodeficienza umana (Human Immunodeficiency Virus), appartenente alla sottofamiglia dei Lentivirus. In questa categoria sono stati identificati due sierotipi: HIV-1 e HIV-2. L'HIV è l'agente eziologico dell'AIDS.
  2. HTLV o Human T Lymphotropic virus: appartiene invece alla sottofamiglia degli Oncovirus. In questa categoria sono stati identificati due sierotipi: HTLV-1 e HTLV-2. I retrovirus appartenenti a questo gruppo sono coinvolti nell'innesco di patologie estremamente gravi, quali leucemia acuta a cellule T, leucemia a cellule capellute e mielopatie (malattie a carico del midollo spinale).

IN BASE AL GENOMA ED AL CICLO RIPRODUTTIVO, i retrovirus sono distinti in due macrogruppi, chiamati rispettivamente "gruppo VI" e"gruppo VII":

  1. Retrovirus a singolo filamento di RNA (gruppo VI): il virus HIV è l'esponente di questa categoria. Dopo esser penetrato nella cellula ospite, il genoma del retrovirus subisce una retro-trascrizione e viene convertito in DNA dall'enzima trascrittasi inversa. La replicazione di questi retrovirus avviene nel citoplasma della cellula infetta. Successivamente il retrovirus, infettando il nucleo, si integra con il genoma della cellula ospite (ad opera dell'enzima integrasi): il virus può rimanere silente per periodi di tempo variabili. Giunti a questo punto, il DNA a doppio filamento viene sfruttato per la trascrizione di RNA messaggero (mRNA), dal quale - a livello ribosomiale - vengono sintetizzate le proteine virali. I virioni neoformati fuoriescono dalla cellula e sono liberi di infettare le cellule vicine, diffondendosi a macchia d'olio.

  1. Retrovirus a doppio filamento di DNA (gruppo VII): in questa categoria rientra il virus dell'epatite B. Questi retrovirus presentano un genoma a DNA a doppio filamento: una volta entrato nella cellula bersaglio, il virus procede dal citoplasma verso il nucleo. Giunto in questa sede, il genoma del virus si mescola a quello della cellula ospite e viene replicato: il "nuovo" DNA serve per produrre mRNA, che a sua volta produce proteine virali. L'RNA pregenomico sarà trasformato in DNA attraverso una trascrizione inversa (operata da enzimi virali neosintetizzati dal virus), che viene incorporato all'interno delle altre strutture virali neosintetizzate: a questo punto, il ciclo di replicazione è terminato.


Esiste un'altra categoria di retrovirus, chiamati endogeni: questi virus sono integrati con il genoma della cellula ospite, e vengono trasmessi geneticamente. In altri termini, i retrovirus endogeni sono in grado di infettare le cellule germinali, pertanto possono essere trasmessi verticalmente attraverso la linea germinale.

Caratteristiche generali

Retrovirus strutturaIl virione del Retrovirus presenta una forma grossolana-sferica, dal diametro variabile dai 100 ai 120 nm. I Retrovirus appartenenti alla famiglia dei Retroviridae (i più conosciuti) presentano un genoma costituito da due molecole di RNA a singolo filamento, con polarità positiva.
Anche se numerosi, i retrovirus sono piuttosto simili fra loro:

  • Tutti i Retrovirus presentano una membrana lipoproteica esterna chiamata pericapside od envelope
  • L'enzima trascrittasi inversa è indispensabile per trasformare il genoma da RNA in DNA
  • Il genoma dei retrovirus contiene almeno tre geni indispensabili per la replicazione del virus:
    • GAG (group specific antigen), la cui funzione è codificare per le proteine strutturali. I GAG sono i principali componenti del capside virale (2.000-4.000 copie per virione).
    • POL (sta per polymerase), la cui funzione è codificare per gli enzimi trascrittasi inversa, proteasi ed integrasi, utili per la replicazione del virus.
    • ENV (diminutivo di envelope), la cui funzione è codificare per le proteine di membrana (pericapside).
    A monte e a valle di questi geni troviamo due sequenze LTR, acronimo di Long Terminal Repeat, (situate al 5' e al 3' del genoma provirale): queste sequenze fungono da promotore e da segnale di poliadenilazione, dato che contengono al loro interno alcune regioni coinvolte nella trascrizione inversa, nell'integrazione e nel controllo dell'espressione del genoma virale.
  • Oltre ai geni appena descritti, il genoma dei retrovirus contiene ulteriori geni detti accessori, indispensabili per aumentare la virulenza e la patogenicità del retrovirus.