Riassunto:
Un ultimo studio biomedico pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS) rivela che l'accumulo eccessivo di RNA all'interno delle cellule può danneggiare direttamente la funzione mitocondriale, impedendo così alle cellule di produrre energia. Questa importante scoperta è stata fatta da un gruppo di ricerca della Scuola di Medicina Veterinaria e Scienze Biomediche della Texas A&M University. Non solo rivela un nuovo meccanismo di infezione virale, ma fornisce anche una nuova prospettiva scientifica per comprendere il processo di invecchiamento e ottimizzare le terapie farmacologiche basate sull’RNA.
Nelle normali attività fisiologiche delle cellule, l'RNA messaggero (mRNA) è responsabile del trasporto delle istruzioni genetiche per sintetizzare le proteine e mantenere il funzionamento quotidiano delle cellule. Tuttavia, quando le cellule vengono infettate da membri della famiglia Poxviridae come il virus del vaiolo e il virus del vaiolo delle scimmie, il virus si replicherà in modo massiccio all’interno della cellula e produrrà enormi quantità di RNA. Studi precedenti hanno generalmente ritenuto che prodotti anomali come l'RNA a doppio filamento siano utilizzati principalmente per attivare il meccanismo di difesa immunitaria dell'ospite; ma quest'ultima ricerca mostra che anche il normale mRNA nelle cellule può causare un colpo fatale alle cellule se si accumula eccessivamente e non può essere degradato nel tempo.
Dati sperimentali mostrano che l'eccesso di RNA può causare direttamente danni fisici e funzionali ai mitocondri, la "fabbrica di energia" della cellula. Per verificare se questo danno fosse indipendente dalla risposta del sistema immunitario, i ricercatori hanno condotto esperimenti ex vivo: aggiungendo RNA in eccesso a un ambiente contenente solo mitocondri isolati si osservava comunque un declino della funzione mitocondriale. Il gruppo di ricerca ipotizza che ciò potrebbe essere dovuto al grande accumulo di molecole di RNA caricate negativamente attorno ai mitocondri al microscopio elettronico, interrompendo l’equilibrio potenziale richiesto per la conversione dell’energia da parte dei mitocondri.
Questa scoperta illustra il motivo per cui molti virus dispongono di meccanismi di pulizia dell'RNA estremamente efficienti. Per i virus che fanno affidamento sulle cellule ospiti per la sopravvivenza, se le cellule ospiti muoiono prematuramente a causa dell'esaurimento energetico, anche il processo di replicazione del virus sarà costretto a interrompersi. Pertanto, il virus mantiene la quantità totale di RNA nella cellula in uno stato di equilibrio dinamico degradando parte del proprio RNA e quello dell’ospite per garantire che la cellula ospite possa continuare a fornire supporto energetico per la sua replicazione.
I ricercatori hanno sottolineato che questo risultato mostra che il meccanismo di degradazione dell'RNA all'interno delle cellule non solo assume le funzioni di regolazione dell'espressione genica e di allarme immunitario, ma costituisce anche una barriera fondamentale per il mantenimento dell'equilibrio del metabolismo energetico cellulare. La conferma di questo meccanismo non solo aiuta a spiegare perché l’infezione virale può causare gravi danni cellulari e affaticamento dei tessuti, ma ricorda anche alla comunità scientifica che quando si sviluppano nuovi vaccini a mRNA o terapie di interferenza con RNA, il dosaggio deve essere valutato rigorosamente per evitare potenziali effetti collaterali come l’esaurimento dell’energia cellulare causato dall’introduzione artificiale di RNA in eccesso.
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