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Tatiana Gianni

Professoressa associata

Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale

Settore scientifico disciplinare: BIO/19 MICROBIOLOGIA GENERALE

Temi di ricerca

1. Studio del meccanismo d'ingresso del virus HSV-1

Il virus HSV-1 infetta la cellula ospite utilizzando un complesso multipartitico formato almeno da cinque glicoproteine (gC, gB, gD, gH/gL). gC e gB  mediano un primo attacco del virus alla cellula bersaglio. L'evento fondamentale per il proseguimento dell'infezione è il legame di gD, la glicoproteina recettoriale del virus, con uno dei suoi recettori alternativi. Una volta che gD ha riconosciuto il proprio recettore, va incontro a cambiamenti conformazionali e con meccanismi ancora da chiarire recluta e/o attiva il complesso fusogenico del virus formato da gH/ gL e gB. gB è la glicoproteina fusogenica di HSV-1 ; il ruolo di gH/gL nella cascata di attivazione che porta alla fusione non è ancora chiaro. HSV-1 infetta la cellula bersaglio fondendo il proprio envelpe sia con la membrana plasmatica della cellula stessa sia utilizzando la membrana degli endosomi attraverso meccanismi pH dipendenti o indipendenti. Le ricerche condotte dalla dottoressa Tatiana Gianni hanno contribuito a chiarire alcuni punti del meccanismo d'ingresso di HSV-1.

 Gli studi iniziali hanno dimostrato che:

-          La glicoproteina D, nella sua regione C-terminale, presenta un dominio che abbiamo denominato “dominio pro-fusogenico”, il quale, dopo legame di gD con il recettore, è esposto ed innesca l'evento di fusione (Cocchi F., 2004 PNAS). In questo dominio sono presenti i siti di legame sia per gB sia per gH/gL (Gianni T., JBC 2009).

 

-          La proteina UL20 e la glicoproteina K regolano negativamente la fusione cellula-cellula indotta dal complesso gD, gB, gH/gL (Avitabile E., 2004 JVI).

 

-          La coda citoplasmatica della glicoproteina B presenta dei domini d'endocitosi la cui rimozione favorisce una migliore espressione di superficie della glicoproteina stessa con conseguente incremento della fusione cellula-cellula indotta dal quartetto gD, gB, gH/gL (Avitabile E. , 2004 JVI).

 

-          La via d'ingresso di HSV-1 non dipende dal tipo di recettore naturale espresso sulla cellula bersaglio, ma dalle proprietà intrinseche della cellula bersaglio stessa: lo stesso recettore, in linee cellulari differenti, determina meccanismi d'ingresso diversi (Gianni T. , 2004 JVI).

 

-          Le caratteristiche strutturali dei recettori sono un “determinante” addizionale nel controllo del meccanismo d'ingresso del virus: recettori “re-targhettati” verso specifiche vie endocitiche mediano un ingresso del virus dipendente dal tipo di retargheting  e non dalla linea cellulare (Gianni T. , 2004 JVI).

 

Successivamente la dottoressa Tatiana Gianni si è dedicata alla caratterizzazione di gH.

 

-          Nella glicoproteina H sono state identificate una serie di regioni funzionali importati per la fusione: due domini a a-elica (Gianni T., JVI 2005; Gianni T., JVI 2006) e due regioni heptad repeats (Gianni T., JVI 2005; Gianni T. , JVI 2006)

 

 

L'attività di ricerca della dottoressa Tatiana Gianni, negli ultimi cinque anni, si è focalizzata sul ruolo svolto dalle integrine nell'ingresso del virus HSV-1 e sulla capacità di queste molecole di funzionare come sensori nella risposta immune immediata della cellula all'infezione virale.

Le integrine sono molecole ubiquitarie espresse sulla membrana plasmatica delle cellule suscettibili all'infezione naturale di HSV-1.  Queste molecole sono inoltre utilizzate da altri virus, compresi altri herpesviruses come recettori.  

Gli studi condotti hanno evidenziato che:

-          L'integrina av b 3 è il “determinante” cellulare per la scelta della via di ingresso di HSV-1 nella cellula bersaglio (Gianni T, 2012 JVI; Gianni T 2010 PNAS). Questa integrina è in grado di ri-localizzare il recettore di HSV-1 Nectina 1, e conseguentemente il virus, in domini della membrana plasmatica denominati  lipid rafts. In questo modo l'integrina av b3 determina un ingresso di HSV-1 pH dipendente, con conseguente fusione dell'envelope virale con la membrana degli endosomi.

 

-          L'integrina av b 3 non svolge un ruolo fondamentale nell'ingresso del virus: HSV-1 è in grado di infettare cellule naturalmente prive di av b 3, o silenziate per l'integrina b3.  Successivi studi hanno evidenziato come altre due integrine, av b6 e a v b8, siano invece fondamentali per l'ingresso del virus nella cellula bersaglio (Gianni T, 2013 Plos Pathogens). Le due integrine legano ad alta affinità la glicoproteina H; il loro silenziamento, singolo o simultaneo, rispettivamente riduce o abolisce l'ingresso del virus all'interno della cellula bersaglio. Queste caratteristiche definiscono le integrine a v b6 e av b 8 come recettori per gH di HSV-1.

 

 

2. Studio della risposta immune immediata indotta da HSV-1

Le ricerche condotte negli ultimi anni dalla dottoressa Tatiana Gianni si sono inoltre focalizzate sul ruolo svolto dalle integrine, e in particolare dall'integrina av b 3, nella risposta immune immediata indotta da HSV-1. E' noto che HSV-1 è in grado di indurre una risposta immune precoce dipendente da TLR2.

Gli studi condotti hanno dimostrato che:

-          L'integrina av b 3 coopera con TLR2 nella risposta immune mediata da HSV-1 in una serie di linee cellulari (Gianni T, 2013 JVI; Gianni T, 2012, PNAS). Il silenziamento dell'integrina b3, in linee cellulari positive per il TLR2, riduce fortemente l'attivazione di NF- kB indotta da HSV-1. Inoltre l'espressione di alcune citochine (INF a1, INF b1, IL10 e IL2) è fortemente ridotta in cellule positive per il TLR2, ma silenziate per l'integrina b3, dopo infezione con HSV-1.

 

-          La glicoproteina gH/gL è il PAMP dell'integrina a v b3:  gH/gL è responsabile della risposta immune mediata dall'integrina av b3 in collaborazione con il TLR2. Una forma solubile di gH è in grado di indurre sia una risposta NF- kB sia la produzione di INF b1 in cellule positive per il TLR2 e per l'integrina av b3. La risposta è dipendente dall'integrina poiché ridotta in cellule silenziate per l'integrina b3.

 

-          L'azione concertata dell'integrina av b3 con TLR2 dipende dalla capacità dell'integrina di aumentare la via di segnalazione che parte dal TLR2 (Gianni T, 2014 Plos Pathogens). HSV-1 induce la via di segnalazione canonica di TLR2 che porta all'attivazione di NF- kB (es. reclutamento di MYD88, fosforilazione di IRAK4). In cellule silenziate per l'integrina b3 sia il reclutamento del MYD88 sia la fosforilazione di IRAK4 sono fortemente diminuiti.

 

-          La glicoproteina H di HSV-1 lega sia l'integrina b 3 sia il TLR2 ed è sufficiente a indurre il potenziamento del segnale a valle di TLR2 dipendente dall'integrina b3.