Understanding the genetic variability of human cytomegalovirus congenital infections: impact on viral phenotypes, innate immune responses, and clinical outcomes; "finanziato dall’Unione europea – Next Generation EU”

Il citomegalovirus umano (HCMV) è la principale causa di infezioni congenite con conseguente grave morbilità e mortalità tra i neonati di tutto il mondo. Sebbene sia il background genetico dell'ospite che quello del virus giochino molto probabilmente un ruolo, ci sono significative lacune nella comprensione dei meccanismi che collegano la variabilità genetica alla patogenicità e agli esiti clinici. Il nostro obiettivo è quindi di caratterizzare le infezioni congenite da HCMV nei neonati da diversi punti di vista, sfruttando gli espianti placentari ex-vivo, un modello emergente di patogenesi dell'HCMV. La placenta è un organo multiforme che forma un ambiente immunotollerante per consentire il successo della gravidanza. Come viene mantenuto l'equilibrio immunitario dalle cellule materne e fetali per promuovere la sopravvivenza del feto, geneticamente distinto, prevenendo al contempo l'infezione da parte di un gran numero di agenti patogeni, non è ancora stato completamente chiarito, rimanendo per decenni un enigma. Sulla base delle evidenze che i) la placenta è caratterizzata dai più alti livelli di citrullinazione tra i tessuti umani, ii) le cellule NK rappresentano una delle principali popolazioni di leucociti che infiltrano la decidua, e iii) gli IFN sono citochine innate antivirali fondamentali, ci proponiamo di caratterizzare come la genetica dell'HCMV possa influire su questi aspetti. La citrullinazione è una modificazione post-traslazionale (PTM) emergente, che consiste nella conversione dell'arginina in citrullina da parte delle deiminasi dell'arginina proteica (PAD), la cui disregolazione è implicata nella patogenesi di tumori e malattie autoimmuni. Abbiamo dimostrato che l'infezione di fibroblasti da parte dell'HCMV innesca la citrullinazione di diverse proteine dell'ospite e che questa attività promuove la fitness virale. Verranno isolati i virioni di HCMV dalle urine dei neonati, sequenziati i genomi virali, i fenotipi virali e le caratteristiche di crescita. Per caratterizzare l’attività biologica di ciascun isolato, indagheremo sulla sua capacità di innescare le risposte dell'ospite. Ceppi di HCMV su espianti di placenta saranno utilizzati per determinare i profili di espressione/citrullinazione delle PAD, nonché il legame tra le cellule NK e la via di segnalazione IFN-I (con particolare attenzione all'enzima di editing del dsRNA ADAR1) nel controllare (o meno) l'infezione. Si otterranno così sequenze di esomi e dati clinici. L'obiettivo è stabilire se esiste una relazione tra il background genetico dell'ospite e del virus, la suscettibilità della placenta all'infezione e l'esito clinico. Questi obiettivi saranno raggiunti attraverso la collaborazione integrata di tre Unità di Ricerca (USR) con competenze diverse ma complementari in Virologia, Pediatria e Immunologia, utilizzando modelli in vitro ed ex-vivo, campioni clinici e tecniche di biologia molecolare/cellulare. I risultati aumenteranno la conoscenza delle interazioni HCMV-ospite e dei relativi esiti patologici a lungo e breve termine. Ciò consentirà di implementare la nostra capacità di progettare strategie preventive/terapeutiche avanzate per migliorare la gestione delle infezioni congenite da HCMV.