La rabbia è una malattia virale famosa per la sua capacità di alterare il comportamento degli ospiti infetti rendendoli aggressivi. I suoi meccanismi biologici sottostanti sono incerti, ma gli scienziati stanno ora iniziando a spiegare come funziona il virus a livello molecolare.
Il virus della rabbia attacca il sistema nervoso centrale dell’ospite e, negli esseri umani, può causare una serie di sintomi debilitanti – inclusi stati di ansia e confusione, paralisi parziale, agitazione, allucinazioni e, nelle sue fasi finali, un sintomo chiamato ” idrofobia “, o una paura dell’acqua.
L’idrofobia causa il panico alla persona colpita alla vista dell’acqua e si rifiuta di bere. Questi sintomi gravi sono solitamente seguiti dalla morte.
Sebbene la rabbia sia prevenibile attraverso la vaccinazione, le popolazioni più povere dell’Africa e dell’Asia spesso non hanno le risorse necessarie per tenere a bada questo virus. In effetti, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) afferma che i casi di rabbia in quei continenti rappresentano il 95% dei decessi a livello mondiale a causa di questa malattia.
Anche se la rabbia è stata studiata attentamente dall’inizio del XIX secolo, i meccanismi con cui questo virus “dirotta” il cervello e spesso immerge l’ospite infetto in uno stato di frenetica aggressività sono stati in gran parte poco chiari.
Ora, un team di ricercatori dell’università dell’Alaska Fairbanks ha rivelato come il virus agisca a livello molecolare per modificare il comportamento dell’ospite.
“Molti agenti infettivi cambiano comportamento nel loro ospite, ma non capiamo come lo fanno”, spiega l’autore dello studio principale Dr. Karsten Hueffer. “Il nostro studio fornisce, per la prima volta, un meccanismo molecolare dettagliato su come un agente infettivo induca comportamenti specifici.”
Il dott. Hueffer e colleghi hanno pubblicato i risultati delle loro ricerche sulla rivista.
Il virus interagisce con i recettori muscolari
Gli scienziati spiegano che uno dei motivi per cui la rabbia è così intrigante è che, sebbene abbia una composizione genetica relativamente semplice, è in grado di scuotere gli animali da shock con sistemi infinitamente più complessi, come i cani.
Il dott. Hueffer spiega che “il virus della rabbia ha solo cinque geni e pochissime informazioni: i cani hanno più di 20.000 geni con sofisticato sistema immunitario e sistema nervoso centrale”.
“Eppure questo virus può riprogrammare il comportamento di un cane in modo da perdere la paura, diventa aggressivo e morde, che consente al virus di diffondersi attraverso la saliva del cane.”
Dr. Karsten Hueffer
Tuttavia, sottolinea anche che “il comportamento è più facile da studiare rispetto al virus stesso”, perché la rabbia colpisce solo il cervello in modo sottile.
Nel loro studio, i ricercatori hanno anche esaminato i risultati precedenti degli anni ’80 e ’90, che mostrano come le molecole di questo virus si leghino ai recettori nicotinici dell’acetilcolina – o proteine che rispondono al neurotrasmettitore acetilcolina – influenzando così il controllo muscolare.
Quella ricerca ha mostrato come le molecole della glicoproteina del virus si legano alle molecole dei recettori dell’acetilcolina, che, oltre a influenzare la via di segnalazione che determina il controllo muscolare, significa che possono anche replicare e infettare il cervello.
Ricerche più recenti hanno anche dimostrato che la molecola della glicoproteina nella rabbia contiene una sequenza di amminoacidi che è molto simile a una sequenza di amminoacidi trovata nel veleno di serpente.
Questi amminoacidi agiscono da inibitori dei recettori nicotinici dell’acetilcolina.
La rabbia inibisce i recettori nel cervello
Il dott. Hueffer e il collega Dr. Marvin Schulte – specializzato in recettori di nicotina – hanno collegato i punti tra questi reperti esistenti e hanno visto che le proprietà degli aminoacidi nella glicoproteina della rabbia potrebbero essere fondamentali per influenzare il comportamento frenetico dell’ospite in seguito all’infezione con il virus .
“Sapevamo che i recettori nicotinici dell’acetilcolina, che si legano al virus nei muscoli, si trovano anche nel cervello, e abbiamo presunto che il virus potrebbe anche legarsi a tali recettori”, afferma il dott. Hueffer.
“Se il veleno di serpente ha una struttura simile a parti del virus e inibisce questi recettori”, continua, “abbiamo pensato che forse il virus potesse inibire anche questi recettori nel cervello, inoltre abbiamo pensato che questa interazione potesse influenzare il comportamento”.
Dopo aver notato questa possibile connessione, il dott. Hueffer e un altro collega, chiamato Dr. Michael Harris, condussero una serie di esperimenti sui topi per testare la loro ipotesi.
“I virus si accumulano negli spazi tra le cellule cerebrali durante le prime fasi dell’infezione, spazi in cui le cellule cerebrali comunicano”, spiega il dott. Harris.
“Abbiamo pensato”, aggiunge, “che se i virus potrebbero legarsi ai recettori in questi spazi e cambiare il modo in cui le cellule cerebrali comunicano normalmente, il virus potrebbe cambiare il comportamento [in] l’animale infetto”.
Uno dei test ha coinvolto l’iniezione di glicoproteina di rabbia nel cervello dei topi, per vedere quale effetto avrebbe avuto. I ricercatori hanno notato che, dopo l’iniezione, gli animali sono diventati significativamente più agitati.
Come spiega il dottor Harris, “quando iniettammo questo piccolo frammento della glicoproteina del virus nel cervello dei topi, i topi iniziarono a correre molto più dei topi che ricevettero un’iniezione di controllo. Tale comportamento può essere visto negli animali infetti da bene.”
Secondo il Dr. Hueffer e il suo team, questa è la prima volta che vengono presentate prove sperimentali per mostrare come la rabbia interagisce con altre cellule nel sistema nervoso per indurre un comportamento alterato che determina gli host infetti per aiutare a diffondere il virus.
