COME FUNZIONA IL SISTEMA IMMUNITARIO DAVANTI AI VIRUS?

I virus hanno bisogno dei meccanismi cellulari propri delle cellule che infettano, per sintetizzare le loro proteine. Sono parassiti intracellulari che dipendono dalla cellula infettata per poter realizzare la loro replicazione. I virus presentano generalmente forme molto semplici, composte da proteine e da un acido nucleico, anche se la loro struttura e composizione sono molto variabili. Si classificano, in funzione dell'acido nucleico che portano in: virus a DNA e virus a RNA, ed in base alla loro forma e struttura in diverse famiglie.

Fotografia del virus della Peste Suina Africana (PSA) ottenuta mediante microscopia elettronica

PRINCIPALI MALATTIE VIRALI DEL SUINO

(cs): catena semplice. (cd): catena doppia

Dal punto di vista immunologico, interessa conoscere il ciclo di replicazione virale, per prevedere le opportunità che possiedono i diversi meccanismi immunitari di interagire con la particella virale, con le cellule infette, o con entrambe. Normalmente, il ciclo di replicazione virale inizia dall'unione del virus (virus libero) alla cellula ospite attraverso i recettori specifici (assorbimento) (1), questi recettori determinano il tropismo e la specificità dell'infezione (non possono infettare qualsiasi cellula né qualsiasi specie, hanno il loro tropismo specifico), una volta nella cellula, il virus elimina la sua capsula liberando l'acido nucleico (eliminazione capsula) (2), per iniziare il processo di replicazione virale. 

In questa fase, la sintesi delle proteine cellulari è inibita e sarà processata soltanto l'informazione genetica del virus. I meccanismi che agiscono in questa fase dipendono dal tipo di acido nucleico del virus  (DNA o RNA). Nel caso dei virus a DNA, si produce una replicazione (3), formando un nuovo DNA virale. Il nuovo DNA virale, mediante trascrizione, passa a RNA virale (blu), il quale mediante traduzione, realizzerà le diverse proteine virali per poi passare all'assemblaggio virale (4). Nel caso dei virus RNA, non è necessaria trascrizione, si passa direttamente dal nuovo RNA virale alla produzione delle proteine. Il meccanismo di replicazione del RNA, è diverso per i retrovirus, i quali a partire dal RNA virale, mediante una transcriptasi inversa, formano DNA virale (si unisce al genoma cellulare) a partire dal quale iniziano le diverse fasi di replicazione, ecc. 

Schema del ciclo di replicazione virale.(1) assorvimento (2) eliminazione capsula (3) Replicazione e (4) Assemblaggio e liberazione virale.

Schema dei diversi meccanismi immunitari contro la particella virale (anticorpi, citochine, complemento) o contro la cellula infetta  (NK, CD 8, ADCC, complemento).

Infezione da retrovirus

Nella maggior parte delle infezioni virali, il sistema immunitario ha l'opportunità di contrapporsi alla particella virale, in alcuni momenti dell'infezione (prima di penetrare nella cellula o uscire da essa, dopo la replicazione), ed alle cellule infette (nella fase di produzione di proteine o in quella dell'assemblaggio virale), dato che in esse compaiono antigeni d'infezione nella membrana che attivano la risposta immunitaria. In alcuni casi, come nei retrovirus endogeni suini (sono stati descritti tre tipi: A, B, B1 e C), o negli herpes virus (Malattia di Aujeszky), l'infezione può circolare per lunghi periodi di tempo, senza che compaia la particella virale, né che le cellule infette esprimano antigeni di membrana. In questi momenti, i meccanismi del sistema immunitario sono inefficaci,  perché il nemico non offre nessun tipo di segnale, ma in un momento determinato (non si conoscono bene tutte le circostanze) l'infezione si reattiva e libera nuovi virioni infettivi. 

Dal punto di vista immunologico, le infezioni virali possono essere combattute,- una volta attraversate le barriere fisico chimiche-, lottando contro la particella virale (virion), contro le cellule infette o contro entrambe, mediante i diversi meccanismi della risposta naturale ed acquisita.

Risposta naturale contro i virus

I meccanismi della risposta naturale più attivi contro le infezioni virali sono mediati dall'interferone e dall'attivazione delle cellule NK. Questi meccanismi sono diretti verso le cellule infette.

L'interferone è una citochina di cui si conoscono tre tipi, denominati: a, b e g . I primi due, sono prodotti fondamentalmente dai monociti-macrofagi ed in minor proporzione dai fibroblasti, mentre l'interferone g è prodotto dai linfociti CD4 e CD 8 e le cellule NK. L'interferone presenta una grande capacità antivirale ed induce diversi meccanismi come ad esempio: resistenza transitoria delle cellule, l'induzione di diverse molecole con attività antivirale, attivazione di geni che esprimono proteine antivirali ed incremento dell'espressione del SLA I e del SLA II.

Attivazione di geni induttori di proteine antivirali

Schema della cellula NK

Le cellule NK si attivano in modo naturale contro le cellule infette dal virus. Il meccanismo d'attivazione sembra essere legato alle alterazioni nell'espressione del  SLA nelle cellule infette. La reazione delle NK con le cellule infette, non si basa in una reazione antigenica (le NK non hanno TcR). Questo meccanismo citotossico è molto efficace nelle infezioni virali. 

Per ultimo, la via alternativa del complemento attiva anche la lisi delle particelle virali con grande efficacia.

Risposta acquisita contro i virus.

L'immunità acquisita reagisce contro le infezioni virali, sia a livello della particella virale, sia contro la cellula infetta. Contro la particella virale, il meccanismo immunologico più importante sono gli anticorpi, mentre contro la cellula infetta sono i meccanismi citotossici, mediati da cellule (CD 8+) o da anticorpi e cellule (ADCC) o anticorpi e complemento (via classica).

Contro la particella virale.

Il capside della particella virale è formato da proteine, le quali sono molto antigeniche, ed inducono una gran quantità di anticorpi che possono esercitare diverse azioni contro i virus: 
Neutralizzare l'infezione (IgG, IgM e IgA), evitando che il virus possa entrare nelle cellule.
Agglutinamento virale  (IgM), riducendo il numero di unità disponibili.
Attivazione della fagocitosi quando forma il complesso antigene-anticorpo e stimola il recettore Fc dei macrofagi.

Contro la cellula infetta. 

Le cellule infette dal virus possono esprimere sulla loro membrana antigeni virali, molto prima che si produca l'assemblaggio virale. La loro distruzione è un meccanismo eccellente per evitare la formazione di altri virus.. La risposta acquisita si contrappone alle cellule infette sia mediante anticorpi (sistema ADCC, attivazione del complemento per via classica, attivazione della fagocitosi) sia attraverso la citotossicità cellulare da linfociti CD 8+, la quale è uno dei meccanismi più efficaci contro le infezioni virali.  

Meccanismo citotossico indotto dai linfociti CD 8

Linfociti T citotossici 
© James A. Sullivan, Cells Alive!
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