Che cos’è un virus?

Virus, una parola che negli ultimi due mesi abbiamo sentito molto spesso. Già, ma cos’è esattamente un virus e perché una cosa talmente piccola può essere così pericolosa? Ti guiderò in questo viaggio ai confini della biologia.

Ricostruzione di un virus (Di w:User:Graham Beards – w:User:Graham Beards created this work entirely by himself. Transfer from English Wikipedia, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5534348)

Identikit del virus

Un virus è essenzialmente una capsula formata da proteine, chiamata capside, che racchiude del materiale genetico (può essere DNA o in alcuni casi addirittura RNA). E basta, la struttura base di un virus finisce qui. Non ci sono cellule, cromosomi o organelli cellulari, niente di niente. Mediamente un virus è grande circa un centesimo di un batterio, quindi è anche estremamente piccolo.

Vista l’estrema semplicità, infatti, c’è un dibattito nella cominutà scientifica sulla loro classificazione: sono forme di vita o no? In effetti si tratta di parassiti obbligati che non possono riprodursi senza infettare un ospite. Non sono quindi capaci di vita autonoma e per questo alcuni studiosi ritengono che non si tratti di vere e proprie forme di vita. Già, ma allora cosa sono e da dove si sono evoluti? L’altra teoria in effetti spiega anche l’origine evolutiva ed è più interessante.

Un esemplare di planaria, tipico platelminta a vita libera, non parassita (Di Mike6271 – Opera propria, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1432400)

Un virus potrebbe essere un parassita talmente evoluto da aver perso la capacità di vivere in modo autonomo dagli ospiti. Può sembrare strano, ma non lo è affatto: sono molti i parassiti talmente calati nel loro ruolo da non poter più vivere senza ospite. Pensiamo per esempio alla tenia, il lungo verme parassita che può infestare l’intestino umano: rispetto ai suoi parenti a vita libera come la planaria e gli altri platelminti, la tenia ha perso la maggior parte dei suoi organi. Non ha più occhi, sistema nervoso, apparati locomotori, nulla: le restano solo degli uncini con sui attaccarsi alle pareti intestinali dell’ospite e un enorme apparato riproduttore, null’altro. Le tenie sono anche ermafrodite.

È evidente che l’evoluzione abbia portato la tenia sempre più verso una vita parassitica obbligata, quindi lo stesso potrebbe essere accaduto con i virus. Secondo tale ipotesi, un virus sarebbe un organismo talmente adattato alla vita parassitica da essere completamente degenerato, tanto da essere “vivo” di fatto solo durante l’infezione dell’ospite, come vedremo più avanti. Praticamente è il parassita perfetto. Esistono batteri, come quelli del genere Chlamidya, che sono parassiti obbligati, non possono vivere fuori da una cellula ospite. Magari un virus si è evoluto da un parassita di questo tipo,  così tanto da essere del tutto irriconoscibile. Oppure potrebbe derivare da un tipo di forma di via che non esiste più.

Si tratta di un mistero perso nelle profondità del tempo, che potrebbe non essere mai svelato.

Virus e antibiotici

I farmaci della famiglia degli antibiotici sono molto efficaci contro i batteri patogeni, tanto da aver permesso l’eradicazione quasi totale di mallattie batteriche un tempo molto diffuse e letali. Come abbiamo visto però i virus non sono batteri e quindi gli antibiotici risultano del tutto inefficaci.

Contro i virus l’arma più efficace resta il vaccino, che opera un’immunizzazione preventiva. Grazie a questo tipo di farmaci è stato possibile debellare del tutto una malattia orribile come il vaiolo.

Ciclo vitale dei virus

Una particella virale non può riprodursi autonomamente per mitosi o scissione binaria come farebbero delle cellule, ma deve infettarne necessariamente una. Il capside virale ha sulla propria superficie delle strutture proteiche che si sono evolute per ingannare le cellule ospiti. Il virus sfrutta delle strutture chiamate trasportatori di membrana, che normamente trasportano materiali utili all’interno della cellula di cui fanno parte. Ingannare un trasportatore, facendogli credere di essere qualcos’altro, il virus fa entrare il suo patrimonio genetico all’interno del citoplasma cellulare. La necessità di ingannare i trasportatori fa capire per quale motivo i virus possano infettare solo un numero limitato di specie: ogni specie ha i propri trasportatori di membrana, ed è impossibile avere una struttura capace di ingannarli tutti.

Una infettata, per la cellula è la fine. Il materiale genetico del virus (sia esso DNA o RNA) prende il controllo della macchina metabolica della cellula e la obbliga a produrre in serie copie della particella virale iniziale, con tanto di capside. Le copie si accumulano finché la cellula non esplode letteralmente, spargendo ovunque le nuove particelle virali e lasciandole libere di infettare nuovi ospiti.

In effetti le cellule hanno dei meccanismi di difesa, che però non sono sempre efficaci. Qui interviene il sistema immunitario, il cui compito è quello di cacciare e distruggere le particelle virali un po’ come farebbe un corpo di polizia.

Schema di un virus batteriofago (Di GrahamColm di Wikipedia in inglese, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7306290)

I virus batteriofagi

È curioso notare che esistano virus capaci di infettare i batteri. Sono detti batteriofagi o fagi e sono paradossalmente più sofisticati di quelli che attaccano gli organismi pluricellulari. In pratica i virus più complessi attaccano gli organismi più semplici, mentre i virus più semplici attaccano gli organismi più complessi.

Come si può vedere nell’immagine a lato, i virus batteriofagi sono caratterizzati da un capside di forma molto più complessa rispetto a quelli delle specie che attaccano gli eurcarioti.

Le interazioni tra virus e batteri sono estremamente complesse ed esulano dagli scopi di questo articolo.

Che cos’è il “salto di specie”?

Per salto di specie si intende l’acquisizione da parte di un virus della capacità di infettare una nuova specie. Per esempio quando un virus che infetta un qualunque animale acquisisce la capacità di infettare la nostra specie.

Un simile evento è del tutto naturale e causale. In pratica un virus subisce una mutazione casuale del materiale genetico durante il suo assemblaggio, che rende le sue proteine capaci di ingannare le cellule di un’altra specie. Una volta in contatto con la nuova specie ospite, il virus infetta le nuove cellule e avvia la sua replicazione.

Si tratta di un fenomeno raro, che fa parte dell’evoluzione e che è avenuto un’infinità di volte da quando esiste la vita sulla Terra. C’è però un limite: la specie di partenza e quella di destinazione devono essere strettamente imparentate. Un virus che infetta le piante, per esempio, non potrà mai sviluppare la capacità di infettare Homo sapiens, perché la fisiologia di piante e animali presenta differenze enormi e insuperabili.

Questo è il motivo per cui non è necessario un laboratorio militare per produrre virus letali: riescono a evolversi benissimo da soli, il nostro aiuto non gli serve.

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Ivan Berdini

Zoologo e appassionato di fotografia