Come un virus infetta una cellula: dal legame alla replicazione e rilascio

I virus sono parassiti intracellulari obbligati: non si replicano da soli, necessitano della macchina cellulare dell'ospite. Infettano animali, piante, funghi, batteri (batteriofagi). Il processo segue tappe universali.

1. Accesso all'organismo (porte d'ingresso)

• Via respiratoria (inalazione goccioline/aerosol): influenza, SARS-CoV-2, RSV, morbillo
• Via digestiva (ingestione): norovirus, rotavirus, epatite A, poliovirus
• Via ematica/parenterale: HIV, epatite B/C, arbovirus (vettori zanzare/zecche)
• Via mucosa genitale: HIV, HSV, HPV
• Via cutanea (rottura barriera): rabbia, tetano, herpes simplex
• Verticale (madre-feto): CMV, HIV, rosolia, Zika, sifilide

2. Adsorbimento e penetrazione (entry)

• Legame specifico: proteine virali di superficie (es. spike SARS-CoV-2, emoagglutinina influenza) ↔ recettori cellulari (ACE2, acido sialico). Tropismo = determinato da recettore.
• Internalizzazione:
  • Fusione diretta con membrana plasmatica (virus envelopati: HIV, HSV, influenza)
  • Endocitosi (clatrina-dipendente, caveole, macropinocitosi) → endosoma → fusione con membrana endosomale (pH-dipendente) o lisi endosoma
  • Iniezione genoma (batteriofagi, alcuni virus non envelopati)
• Capside rilascia genoma (DNA o RNA) nel citoplasma; envelope proteico rimane esterno o degradato.

3. Replicazione e trascrizione (hijacking)

• Virus a DNA: genoma → nucleo → trascrizione host RNA pol II → mRNA virale → traduzione citoplasmatica. Replicazione DNA nel nucleo (herpesvirus, adenovirus) o citoplasma (poxvirus).
• Virus a RNA:
  • RNA (+) senso (coronavirus, flavivirus, picornavirus): genoma = mRNA → traduzione diretta → RdRp replica RNA (-) → nuovi RNA (+)
  • RNA (-) senso (influenza, rabbia, RSV): RdRp virion-associata trascrive RNA (+) → mRNA + replicazione
  • Retrovirus (HIV): RNA → DNA (reverse transcriptasi) → integrazione genoma host (integrasi) → trascrizione host

4. Assemblaggio e maturazione

• Componenti virali (genoma, proteine strutturali, enzimi) si radunano in siti specifici (citoplasma, nucleo, membrana plasmatica, Golgi)
• Assemblaggio capsidi → packaging genoma
• Maturazione: cleavage proteolitiche (proteasi virale) → particelle infettive

5. Rilascio (exit)

• Lisi cellulare: virus non envelopati (adenovirus, poliovirus) → morte cellulare
• Gemmazione (budding): virus envelopati (HIV, influenza, herpes) → acquisiscono envelope da membrana plasmatica/Golgi → cellula può sopravvivere
• Esocitosi: vescicole secretorie (alcuni herpesvirus)

Scala temporale

Ciclo replicativo: ore (picornavirus) → giorni (herpesvirus). Milioni di virioni prima sintomi (clinica = punta iceberg). Immunità innata (IFN-I, NK) → adattativa (CD8+, anticorpi neutralizzanti) → clearance.

Capire questi passaggi = target per antivirali (entry inhibitors, polimerasi/proteasi inhibitors, integrase inhibitors, budding blockers) e vaccini (antigeni chiave per neutralizzazione).