Care este rolul temperaturii în transmiterea virusurilor?

Studiul efectuat de cercetătorii de la Universitatea Lund și colegii lor de la NIST Synchrotron Facility din SUA a explorat dinamica structurală a materialului genetic al virusurilor la nivel atomic în contextul variațiilor de temperatură. Conducătorul studiului, Alex Evilevitch, a explicat că, odată cu creșterea temperaturii, ADN-ul virusului devine mai fluid, ceea ce facilitează injectarea rapidă a acestuia în celulele gazdă.
Această descoperire este relevantă în contextul în care virusurile sunt entități parazitare care necesită o celulă gazdă pentru a se reproduce, folosind mașinăria celulară a gazdei pentru a genera noi particule virale. În mod obișnuit, ADN-ul virusului este închis într-o capsidă proteică, iar procesul de eliberare a acestui material genetic în celula gazdă este crucial pentru infectare.

Echipa de la Universitatea Lund a fost interesată inițial de acest proces după observații făcute într-un studiu din 2014, care indicau o schimbare bruscă a proprietăților materialului genetic la temperatura de infecție, aproximativ 37°C. Au observat că ADN-ul virusului devine mai rigid pe măsură ce temperatura crește, dar la temperatura de infecție, rigiditatea dispare brusc, sugerând o posibilă eliberare a ADN-ului din particula virală.

Pentru a înțelege mai bine aceste schimbări, cercetătorii au folosit virusuri fag, care infectează bacteriile, ca model experimental. Studiul a necesitat utilizarea facilității avansate de cercetare cu sincrotron NIST pentru a vizualiza structura ADN-ului virusului fag și schimbările de densitate la diferite temperaturi, o sarcină dificilă datorită dimensiunii reduse a virusurilor și sensibilității materialului lor genetic.

Rezultatele publicate în PNAS subliniază importanța temperaturii ambiantale în deschiderea capsulei și eliberarea ADN-ului în celulă, un pas esențial pentru infectarea celulei și ulterior, diviziunea și răspândirea virusului. De asemenea, s-a constatat că schimbările în structura ADN-ului sunt direct legate de eficacitatea virusului de a infecta celula gazdă.

Implicațiile acestui studiu sunt semnificative, oferind o perspectivă mai profundă asupra modului în care ADN-ul și ARN-ul sunt compactate în volume extrem de mici și cum sunt rapid injectate în celulele gazdă. Aceste cunoștințe pot contribui la dezvoltarea de noi agenți antivirali și pot avea implicații în optimizarea strategiilor de terapie genică.

În plus, studiul sugerează că o temperatură corporală mai înaltă poate crește riscul de răspândire a infecției, deoarece structura și proprietățile mecanice ale materialului genetic viral se modifică la 37°C. Totuși, aceste constatări au fost demonstrate în condiții de laborator și necesită studii suplimentare care să includă și alți factori, cum ar fi răspunsul imunitar, pentru a înțelege pe deplin implicațiile lor în contextul infecțiilor în organismul uman.

sursa: News Medical
foto: Ilustrație a virusului fagic care își injectează ADN-ul într-o celulă (Image: Alex Evilevitch and Ting Liu)