Il legame tra insulina e virus del Nilo occidentale
La ricerca mostra come l'insulina influisca sul virus del Nilo occidentale e sull'immunità delle zanzare.
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Indice
- La Minaccia del Virus del Nilo Occidentale
- Il Ruolo dell'Insulina nell'Immunità delle Zanzare
- La Connessione Tra Insulina e Evoluzione del Virus
- Ricerca sugli Effetti dell'Insulina sul WNV
- Risultati sulle Mutazioni del Virus
- Gli Effetti dell'Insulina sulle Zanzare
- Implicazioni per la Ricerca Futuro
- Comprendere l'Impatto sulla Salute Umana
- Conclusione
- Fonte originale
Il Virus del Nilo Occidentale (WNV) è un virus trasmesso dalle zanzare. È apparso per la prima volta in Nord America nel 1999, quando è stato trovato a New York. Da allora, si è diffuso in tutto il continente. Il WNV è principalmente trasmesso dagli uccelli agli esseri umani attraverso le punture di zanzare infette. Con il cambiamento climatico che influisce sulle temperature, le aree in cui queste zanzare possono vivere probabilmente aumenteranno, mettendo più persone a rischio di Infezione. Anche se la maggior parte delle persone infettate dal WNV non si ammalano, una piccola percentuale può sviluppare gravi malattie neurologiche.
La Minaccia del Virus del Nilo Occidentale
Il WNV rappresenta una minaccia crescente, specialmente visto che il numero delle persone che potrebbero infettarsi è destinato ad aumentare. Per affrontare questo problema, è fondamentale sapere di più su come il virus interagisce con le sue ospiti zanzare e come si diffonde. È stato scoperto che una certa risposta immunitaria nelle zanzare può essere attivata da una sostanza chiamata Insulina, presente nei mammiferi. Questa risposta immunitaria ha connessioni anche con le cellule umane, dove aiuta ad attivare le difese contro i virus.
Il Ruolo dell'Insulina nell'Immunità delle Zanzare
La ricerca usando moscerini della frutta, un modello di laboratorio comune, ha rivelato che la via di segnalazione dell'insulina è importante per combattere il WNV. La stessa via si trova in un tipo di zanzara conosciuta come Culex quinquefasciatus, che è un grande portatore del virus. L'insulina influisce su come il sistema immunitario della zanzara risponde al virus, potenziando alcune azioni immunitarie e riducendone altre.
Quando l'insulina si lega al suo recettore nelle zanzare, attiva una serie di reazioni che innescano risposte immunitarie. Questo processo coinvolge proteine che aiutano a combattere il virus, mentre, allo stesso tempo, sopprimono un'altra risposta nota come interferenza dell'RNA (RNAi), che di solito aiuta a controllare le infezioni virali. Quindi, l'insulina non solo aiuta a combattere il WNV, ma altera anche il comportamento del virus nel tempo.
La Connessione Tra Insulina e Evoluzione del Virus
Col passare del tempo, mentre virus come il WNV incontrano diverse risposte immunitarie, si adattano e cambiano. Questa adattamento può avvenire quando le vie immunitarie riconoscono parti del virus e costringono il virus a modificarsi per sopravvivere. Ad esempio, una proteina specifica nel virus può interrompere la risposta immunitaria, permettendo al virus di replicarsi e diffondersi più efficacemente.
L'interazione tra il sistema immunitario della zanzara e il virus può portare a cambiamenti nella composizione genetica del virus. Questo può far sì che il virus produca variazioni che potrebbero aiutarlo a evitare il rilevamento da parte del sistema immunitario. In sostanza, la presenza di insulina influisce su come il virus si sviluppa e può portare all'emergere di nuove forme virali che sono meglio equipaggiate per sopravvivere nei loro ospiti zanzare.
Ricerca sugli Effetti dell'Insulina sul WNV
Uno degli obiettivi principali della ricerca attuale è capire come la risposta immunitaria delle zanzare, innescata dall'insulina, influisce sul comportamento generale e sulla composizione genetica del WNV. Studiando moscerini della frutta e zanzare, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che certi aspetti della risposta immunitaria possono migliorare i tassi di sopravvivenza contro le infezioni da WNV. Inoltre, quando le zanzare vengono nutrite con insulina, è stato osservato che la quantità di virus diminuisce, suggerendo che l'insulina possa avere un ruolo protettivo.
Negli esperimenti, gli scienziati hanno manipolato la via di segnalazione dell'insulina nei moscerini della frutta e nelle zanzare. Quando la via è stata indebolita, i moscerini sono diventati più suscettibili alle infezioni da WNV. Questi risultati evidenziano l'importanza dell'insulina nella risposta immunitaria e come essa influisca sul virus.
Mutazioni del Virus
Risultati sulleMan mano che i ricercatori continuavano i loro studi, hanno scoperto cambiamenti nel genoma del WNV dopo essere stato esposto continuamente all'insulina. Passando il virus attraverso vari tipi di cellule, hanno documentato cambiamenti genetici nel virus che potrebbero consentirgli di prosperare nonostante le risposte immunitarie attivate dall'insulina.
I geni specifici associati al virus sono stati analizzati e i ricercatori hanno trovato mutazioni in due geni importanti responsabili della produzione di proteine virali cruciali. Questi cambiamenti potrebbero influenzare come il virus interagisce con il sistema immunitario dell'ospite. La ricerca indica come l'esposizione a lungo termine all'insulina possa plasmare la struttura genetica del virus, consentendogli di adattarsi meglio al suo ambiente ospite.
Gli Effetti dell'Insulina sulle Zanzare
Utilizzando zanzare reali negli esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che nutrirle con insulina ha potenziato le loro risposte immunitarie quando esposte al WNV. Dopo che le zanzare si sono nutrite del virus con insulina aggiunta, una percentuale significativa di geni legati ai meccanismi di difesa ha mostrato un'attività aumentata. Questi risultati confermano che l'insulina può migliorare la capacità della zanzara di combattere le infezioni.
Inoltre, è stata rilevata una mutazione in una delle proteine virali dopo un singolo passaggio attraverso zanzare nutrite con insulina. Questa alterazione potrebbe cambiare come si comporta il virus, potenzialmente influenzando la sua capacità di replicarsi e diffondersi. I risultati fanno luce su come nutrire zanzare con insulina possa contribuire alla dinamica complessiva dell'infezione da WNV.
Implicazioni per la Ricerca Futuro
Le intuizioni ottenute dallo studio della relazione tra insulina e WNV puntano verso potenziali strategie per controllare il virus. Concentrandosi sulla via di segnalazione dell'insulina, possono essere sviluppati nuovi metodi per ridurre l'incidenza delle infezioni da WNV. Le strategie attuali, come l'introduzione di batteri Wolbachia nelle zanzare, hanno mostrato risultati misti, indicando che potrebbero essere necessari approcci alternativi.
Mirare alle interazioni tra il sistema immunitario delle zanzare e le infezioni virali potrebbe rendere possibile ridurre la diffusione del WNV in modo più efficace. Questa ricerca è particolarmente rilevante nel contesto dell'aumento delle temperature e dei cambiamenti nell'ambiente, che potrebbero modificare le popolazioni di virus e zanzare.
Comprendere l'Impatto sulla Salute Umana
La ricerca ha indicato che le persone con diabete e alti livelli di zucchero nel sangue potrebbero essere a maggior rischio di malattie gravi causate dal WNV e altre infezioni virali. Questa connessione solleva domande su come l'insulina e il diabete influenzino la capacità del sistema immunitario di combattere i virus. Comprendere questo intreccio potrebbe portare a migliori strategie di prevenzione e trattamento per le popolazioni vulnerabili.
Conclusione
In conclusione, la relazione tra il virus del Nilo occidentale e l'insulina nelle zanzare si sta rivelando un'area promettente di ricerca. L'influenza dell'insulina sull'immunità delle zanzare, l'evoluzione del virus e le potenziali strategie terapeutiche sono tutte significative nella gestione della minaccia rappresentata dal WNV. L'esplorazione continua in questo campo non solo informerà le risposte di salute pubblica, ma potrebbe anche portare a soluzioni innovative per ridurre il rischio di tali infezioni virali in futuro. I risultati evidenziano l'equilibrio intricati tra virus e i loro ospiti, sottolineando la necessità di studi continui per svelare queste interazioni complesse.
Titolo: Antiviral insulin signaling during West Nile virus infection results in viral mutations
Estratto: Arthropod-borne viruses or arboviruses, including West Nile virus (WNV), dengue virus (DENV), and Zika virus (ZIKV) pose significant threats to public health. It is imperative to develop novel methods to control these mosquito-borne viral infections. We previously showed that insulin/insulin-like growth factor-1 signaling (IIS)-dependent activation of ERK and JAK-STAT signaling has significant antiviral activity. Continuous immune pressure can lead to adaptive mutations of viruses during infection. We aim to elucidate how IIS-signaling in mosquitoes selects for West Nile virus escape variants, to help formulate future transmission blocking strategies. We hypothesize that passage of WNV under activation of IIS will induce adaptive mutations or escape variants in the infecting virus. To test our hypothesis, WNV was serially passaged through Culex quinquefasciatus Hsu cells in the presence or absence of bovine insulin to activate IIS antiviral pressure. We sequenced WNV genes encoding for E, NS2B, NS3, and NS5 and identified variants in E and NS5 arising from IIS antiviral pressure. In parallel to the genetic analyses, we also report differences in the levels of virus replication and Akt activation in human cells using virus passaged in the presence or absence of insulin. Finally, using adult Culex quinquefasciatus, we demonstrated the enhancement of immune response gene expression in virus-infected mosquitoes fed on insulin, compared to control. Notably, virus collected from insulin-fed mosquitoes contained a non-synonymous mutation in NS3. These results contribute towards achieving our long-term goal of manipulating mosquito IIS-dependent antiviral immunity to reduce WNV or other flavivirus transmission to mammalian hosts.
Autori: Alan G. Goodman, A. B. Char, C. E. Trammell, S. Fawcett, L. R. H. Ahlers, D. Patel, S. Luckhart
Ultimo aggiornamento: 2024-06-19 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.17.599370
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.17.599370.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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