ULTRAVIRUS

ULTRAVIRUS (XXXIV, p. 644)

Lo studio dei virus filtrabili è stato assai ricco di risultati negli ultimi dieci anni grazie alla scoperta di W. M. Stanley, il quale nel 1935 dimostrò che il virus del mosaico del tabacco si può separare dalle cellule infette, purificare in alto grado e ottenere in forma cristallina. Questa scoperta, che è una delle più impressionanti della moderna biologia, ha da una parte reso possibile la conoscenza minuta di parecchi virus filtrabili e dall'altra ha dato luogo ad appassionate discussioni sulla loro natura. Si è dimostrata, cioè, l'esistenza di agenti a struttura chimica relativamente semplice, ma capaci, come i microrganismi, di riprodursi.

Il virus del mosaico del tabacco e tutti gli altri ottenuti in forma cristallina o paracristallina o, anche se non cristallizzati, in forma altamente purificata, vengono designati col nome di virus-proteine perché il costituente essenziale, e per alcuni virus l'unico costituente, è una proteina. Numerosi altri virus di malattie di vegetali sono stati identificati come virus-proteine: così il virus X o virus latente della patata, quello della necrosi del tabacco, i virus 3 e 4 del cocomero, il virus del mosaico del pomodoro, quello del mosaico del fagiolo, ecc.

Tra le malattie da virus degli animali sono riconosciute come dovute a virus-proteine le seguenti: encefalomielite del cavallo; papilloma di Shope del coniglio; influenza; vaccino; sarcoma di Rous; molto probabilmente: afta epizootica; poliomielite del topo (virus di Theiler); poliomielite umana; forse: psittacosi; granuloma venereo. Ha inoltre natura di virus-proteina il bacteriofago di Twort-d'Herelle.

Tutte le virus-proteine finora isolate contengono acido nucleinico tranne, forse, il bacteriofago. Nelle virus-proteine di natura vegetale l'acido nucleinico è del tipo ribonucleinico, in quelle animali del tipo desossiribonucleinico (v. nucleoproteidi, in questa App.). Alcuni virus, quale quello influenzale, contengono i due tipi di acido, come i bacterî (C. A. Knight, 1947). Sono stati particolarmente studiati gli aminoacidi aromatici che entrano a far parte della proteina e si è trovato un alto contenuto di essi e rapporti percentuali bilanciati. In un solo virus, quello della piantaggine, si sono rinvenute tracce di istidina e di metionina, assenti negli altri. È singolare il basso contenuto in aminoacidi basici, il che fa pensare a una profonda differenza con le nucleoproteine dei tessuti vegetali e animali.

È di capitale importanza la constatazione che le virus-proteine vegetali mancano di qualsiasi attività enzimatica, anche di quelle fondamentali di ogni protoplasma (fermenti respiratorî, fermenti glicolitici) per cui si esclude che esse siano capaci di metabolizzare. Le virus-proteine animali sono pure sfornite dei fermenti ossidativi e glicolitici; nel vaccino esiste qualche fermento, ma non è certo se si tratti di enzimi costituzionali o provenienti dalle cellule ospiti e da considerare quali inquinamenti o impurità dei preparati.

Negli ultimi tempi (1947-48) è stato dimostrato che il virus dell'influenza ha attività mucinasica (Hirst - F. M. Eurnet) ciò che spiega l'attività del virus stesso sulle cellule sensibili del polmone dove causa l'infezione, sui globuli rossi che vengono agglutinati e sulla membrana corion-allantoidea dove il virus si riproduce.

Assai suggestive le ricerche eseguite con il microscopio elettronico perché si sono ottenute immagini fotografiche assai distinte (vedine esempî anche in fotografia e microscopio: elettronico, in questa App.) specie con l'uso dell'ombreggiatura metallica, introdotta da Wyckoff. Le molecole del virus del mosaico del tabacco (fig. 1), cioè le unità infettive elementari, appaiono come bastoncini del diametro di 15 mμ e della lunghezza di 280 mμ, le molecole del bushy stunt sono invece sferiche e nelle fotografie elettroniche (fig. 2) appaiono distribuite regolarmente una accanto all'altra, espressione della tendenza alla formazione di cristalli. Le particelle infettive del virus influenzale hanno del pari forma sferica. Particolare aspetto ha il bacteriofago che si presenta come una sfera con un prolungamento laterale, sì da farlo rassomigliare ad uno spermatozoo.

Grande importanza ha avuto nello studio dei virus animali il metodo introdotto da Woodruff ed E. W. Goodpasture della coltivazione sulla membrana corion-allantoidea del pulcino. Moltissimi virus animali si moltiplicano con grande facilità con questo sistema, il quale ha anche il grande vantaggio della non contaminazione con bacterî da inquinamento. Servendosi di tale mezzo, il quale ha del tutto rimpiazzato i precedenti (terreno alla Maitland, colture di tessuti), è stato possibile procedere alla purificazione di molti virus. Esso è largamente sfruttato in pratica per la preparazione di materiale vaccinante.

Grande vantaggio nello studio di alcuni virus è stato offerto anche dal fenomeno scoperto da Hirst nel 1941, che il virus influenzale agglutina gli eritrociti di uomo, di pollo e di cavia. Il metodo, semplice ed economico, è largamente usato per la titolazione del virus influenzale e di altri virus, come quello della parotite dell'uomo, della peste dei polli, ecc.

I virus presentano notevole inclinazione a mutare. Le variazioni di virulenza (p. es. virus fisso della rabbia), i tropismi indotti verso alcuni ospiti non abituali, sono esempî di mutazioni di virus animali. Più largamente sono stati studiati, anche da questo punto di vista, i virus vegetali e specialmente quello del mosaico del tabacco di cui si conoscono ben 400 mutanti, selezionati con passaggi un. ci o multipli. Quasi tutti i virus vegetali sono capaci di dar luogo a mutazioni più o meno numerose; solamente dal virus della rosetta del pesco e da quello dell'accartocciamento del pomodoro non si sono ottenuti mutanti. Pare che alcuni caratteri possano mutare indipendentemente uno dall'altro, così come suole accadere negli organismi.

Natura dei virus. - Il fatto che le virus-proteine cristallizzabili o altamente purificabili, chimicamente identificate come nucleoproteine, siano capaci di moltiplicarsi, come fanno i microrganismi, ha destato largo interesse non solo nel campo biologico, ma anche in quello filosofico e perfino teologico. Si è supposto cioè da alcuni che le virus-proteine possano rappresentare una forma primordiale di vita o, più correttamente, il ponte di passaggio tra la materia organica non vivente e gli esseri viventi.

Stanley ritenne all'inizio che la formazione di nuove particelle di virus, cioè quella che si chiama moltiplicazione, avvenisse per un fenomeno di autocatalisi, portando come paragone la formazione della tripsina dal tripsinogeno o della pepsina dal pepsinogeno. Questa ipotesi è ora criticata dallo stesso Stanley perché bisognerebbe immaginare nelle cellule normali l'esistenza di "precursori" cioè molecole trasformabili per autocatalisi in molecole di virus e siccome si sa che una stessa pianta, p. es. il tabacco, può essere infettata da parecchi virus, riesce difficile pensare l'esistenza di tanti precursori quanti sono i virus. D'altra parte è stato dimostrato che uno stesso virus, per es. quello del mosaico del tabacco, può attecchire in ospiti differenti, conservando le proprie specifiche caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche, per cui sembra anche qui difficile che uno stesso tipo di precursore esista in ospiti differenti.

Un'ipotesi in genere molto apprezzata è quella dell'evoluzicne retrograda formulata indipendentemente da R. J. Green e da P. P. Laidlaw. Secondo questa, i virus rappresenterebbero attualmente come dei residui di microrganismi una volta più complessi. Per il sempre più intimo rapporto con le cellule dell'ospite, il microrganismo iniziale sarebbe andato incontro ad un regressione di caratteri, con perdita del proprio metabolismo energetico, fornito dalla cellula ospite. Del microrganismo iniziale non sarebbe restata che la sola capacità riproduttiva e perciò la semplicità di struttura sarebbe espressione di questo fenomeno degradativo che non ha, però, menomato la capacità alla riproduzione.

Un'altra ipotesi, infine, riguarda i virus come geni resisi autonomi e come tali trasportanti il patrimonio ereditario. Esiste una quarta possibilità di interpretazione, che in parte comprende la terza, e cioè quella di considerare i virus pure sostanze chimiche dotate, però, di potere induttivo o direzionale sulle sintesi protoplasmatiche. La cellula, sotto l'influenza di una molecola di nucleoproteina, costruisce nuove molecole di nucleoproteina non secondo il proprio piano strutturale consueto, ma secondo il piano strutturale proprio della virus-proteina. Il fenomeno sarebbe analogo a quello della formazione degli anticorpi, i quali non sono che γ globuline del siero con disposizioni atomiche modificate dalla capacità inducente dell'antigene sulle sintesi proteiche delle cellule specifiche. Una più stretta analogia si ha con la sostanza tipo trasformante degli pneumococchi, la quale non è che acido nucleinico proveniente da pneumococchi capsulati che, se aggiunto a pneumococchi non capsulati, induce in questi la formazione della capsula e, con la determinazione nella cellula di questo nuovo carattere, anche la capacità all'elaborazione di acido nucleinico simile a sé stesso. Quest'ipotesi farebbe riportare alla cellula ospite la formazione del virus, il quale sarebbe, dunque, un prodotto dell'attività cellulare e si spiegherebbe così la mancanza di una propria attività metabolica nella molecola della virus-proteina.

Bibl.: G. Bozza, in rendiconti Accad. naz. Lincei, quad. I, 1947; F. M. Burnet, Virus as Organism, Cambridge, Mass., 1946; L. Califano, in Bollettino Soc. it. sper., XVII Congresso, Perugia 1948; Th. J. Francis, in Ann. Rev. of Microbiology, I, 1947, p. 351; R.G. Green, in Science, LXXXII, 1935, p. 443; L. O. Kunkel, in Ann. Rev. of Microbiology, I, 1947; P.P. Laidlaw, Virus diseases and virus, Cambridge 1938; H. J. Müller, in Cold Spring Harb. Symp., IX, 1941, p. 290; F. Pentimalli, in La Settimana medica, XXXV, 1947, p. 176; N. W. Pirie, in Adv. in Enzymology, V, 1945; P. Rondoni, in Rendiconti Accad. naz. Lincei, quad. I, 1947; W.M. Stanley, in Science, 1935; id. e C.A. Knight, in Cold Spring Harb. Symp., IX, 1941; id., id., in Fondation Francqui, Bruxelles 1947; id. e H.S. Loring, in Relaz. IV Congr. Pat. Comp., Roma, I, 1939, p. 45.