I virus a RNA includono più di 350 diversi agenti patogeni umani e la maggior parte degli agenti eziologici di patologie emergenti e riemergenti. Gastroenterite (> 1 milione di decessi all’anno), morbillo (> 45 milioni di casi e >1 milione di decessi all’anno), influenza (>100 milioni di casi all’anno), febbre dengue (300 milioni di casi all’anno), enterovirus ed encefaliti (diversi milioni di casi di meningite all’anno), virus dell’epatite C (>150 milioni di persone infette in tutto il mondo).
L’impatto economico devastante di un’epidemia causata da un virus emergente fu dimostrato durante un attacco epidemico di SARS nel 2003-2004. Inoltre con la minaccia del bio-terrorismo, che nel proprio arsenale include alcuni virus RNA mortali, molti governi sono stati costretti a prendere delle misure protettive molto costose.
Per far fronte a queste sfide, gli scienziati hanno necessità di cercare nuovi trattamenti terapeutici e profilattici efficaci contro i virus RNA, in quanto quelli attualmente disponibili sono pochi e di scarsa efficacia. Le strategie comuni utilizzate per lo sviluppo di farmaci antivirali sono maggiormente basati sulla conoscenza accumulata attraverso gli studi della struttura e della genetica dei virus. Tuttavia, è un paradosso alquanto strano il fatto che la caratterizzazione genomica e strutturale dei virus a RNA sia stata considerata, soltanto di recente, come una priorità .
Per dedicarsi a questi bisogni urgenti, VIZIER ha messo insieme le autorità europee leader riguardo ai virus a RNA, la biologia strutturale, la genomica strutturale nonché partecipanti ben forniti di laboratori con un altissimo livello di biosicurezza P4. Un programma unificato della determinazione strutturale è necessario, e adesso realizzabile, come è stato dimostrato dallo sviluppo di protocolli per la produzione di proteina high-throughput (HTP), coadiuvati da progetti nazionali ed europei come il progetto integrato pilota SPINE.
Il consorzio VIZIER studierà I virus con base ad RNA, ad es. i virus che non includono la fase DNA nel loro ciclo di replicazione. Essi formano 3 classi di virus geneticamente differenti, ossia virus a RNA con filamento singolo e doppio con polarità positive e negativa, rispettivamente dsRNA, ssRNA+ e ssRNA-. Queste classi utilizzano meccanismi di replicazione totalmente differenti, guidati da macchine replicative scarsamente caratterizzate. Anche se specifici per il virus, essi sono i componenti virali più conservati ed essenziali, quindi sono i target più attraenti per una terapia antivirale. Il consorzio VIZIER caratterizzerà dunque le proteine/enzimi del nucleo della macchina di replicazione nei 300 virus RNA accuratamente selezionati, compresi ceppi di interesse medico. Queste proteine includono polimerasi, elicasi, enzimi per il capping, NTP-asi, e proteasi nonchè proteine ausiliarie che favoriscono la replicazione. Tuttavia ci si aspetta che il confronto fra la loro sequenza, struttura e funzione possa nettamente anticipare la nostra comprensione delle basi dei meccanismi di replicazione per la maggior parte delle linee dei virus a RNA.
L’unica caratteristica di VIZIER, paragonato a progetti simili, è l’integrazione di maggiori sforzi strutturali all’interno di uno studio diretto multidisciplinare con la virologia a monte e la validazione del target (progetto principale) a valle. Come risultato si ottiene un piano di implementazione strutturato in 5 sezioni scientifiche interagenti: (i) bioinformatica, per l’annotazione del genoma, la selezione del target e l’integrazione dei dati; (ii) la produzione di virus e la sequenziazione dei genomi; (iii) produzione di proteina HTP (1200-1800 target); (iv) cristallizzazione HTP con determinazione strutturale e infine la (v) validazione del target per stabilire la funzione degli enzimi e le strategie di progetto per l’inibizione del virus.
Saranno sviluppati e convalidati nuovi strumenti per la produzione della proteina assieme ad una cristallografia a raggi x in rete e in più siti. Quest’ultima permetterà una rapida diffusione delle conoscenze e le esperienze acquisite nell’Unione Europea, all’interno e all’esterno del progetto, compresi i paesi che prima non erano coinvolti nei progetti di genomica strutturale.
Abstract
