Cosa sono i Baculovirus?

Baculovirus, che appartengono alla famiglia Baculoviridae, sono un gruppo di virus del DNA che infettano gli insetti. Questi virus sono strutture molto piccole, a forma di bastone, composte da un mantello proteico contenente una piccola quantità di DNA che codifica i componenti per l’ulteriore riproduzione virale.

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Il termine baculovirus deriva dal latino baculum, che significa bastone o bastone da passeggio, denotando la forma distinta di questi virus.

Ospiti comuni per i baculovirus

I baculovirus infettano una vasta gamma di insetti provenienti principalmente dagli ordini Diptera (mosche), Hymenoptera (vespe, api e formiche) e Lepidoptera (farfalle e falene). I baculovirus più comunemente studiati infettano lo stadio larvale dell’ordine dei Lepidotteri, cioè i bruchi.

Questi virus svolgono un ruolo vitale in certi ecosistemi naturali. La falena zingara, che si trova in Nord America, è fortemente regolata dai baculovirus. Potenzialmente fino al 50% della mortalità della loro popolazione è causata da specifici baculovirus.

Hanno dimostrato di non avere effetti negativi su mammiferi, uccelli, pesci o qualsiasi organismo non bersaglio, compresi gli esseri umani.

Come si replicano i baculovirus?

I baculovirus usano meccanismi unici per sopravvivere e proliferare nel loro ambiente. Quando i baculovirus sono fuori da un ospite, in attesa di essere ingeriti, sopravvivono all’interno di corpi di occlusione. Questi sono corpi di proteine che avvolgono e proteggono i virioni (la forma del virus quando è esterno alla cellula ospite) fino a quando non vengono ingeriti da un ospite.

I corpi di occlusione sono stabili nell’ambiente, ma quando vengono ingeriti da un insetto, l’alto pH dell’intestino dell’insetto causa la rottura della proteina e il rilascio dei virioni.

I virioni entrano nelle cellule e si autoreplicano, dirottando i macchinari della cellula ospite per produrre DNA e proteine, formando altri virus. Dopo la replicazione, il passo finale è la produzione di una proteina chiamata poliedrina. Questa proteina si cristallizza nella cellula e circonda i virioni, formando un corpo di occlusione pronto per la dispersione.

I virioni prodotti da un corpo di occlusione sono chiamati virioni derivati dall’occlusione (ODV). Un altro tipo di virioni che i baculovirus producono sono chiamati budding virions (BV) che sono responsabili dell’infezione sistemica da cellula a cellula all’interno degli insetti.

Biopesticidi

Questi virus hanno un vasto mercato nell’industria agricola. La loro specificità permette loro di essere selezionati e progettati per infettare e ridurre i livelli di qualsiasi insetto parassita scelto.

I virus sono parassiti obbligati, il che significa che non possono riprodursi senza un ospite. Questo è vantaggioso per l’uso dei baculovirus come pesticidi naturali, poiché i loro livelli diminuiranno una volta che hanno effettivamente ridotto la popolazione dell’insetto bersaglio.

L’alta specificità dei baculovirus può essere uno svantaggio, però, perché gli agricoltori spesso vogliono proteggere contro una varietà di insetti nocivi con un unico investimento. Potrebbe quindi essere necessaria una selezione di diversi biopesticidi a base di baculovirus.

Come si paragona ad altri metodi insetticidi?

I baculovirus sono relativamente lenti nel ridurre la popolazione di insetti parassiti rispetto ad insetticidi alternativi come il trattamento chimico. Sono quindi usati principalmente solo per colture di alto valore o quando le colture sono diventate resistenti agli insetticidi chimici.

I pesticidi chimici sono anche più economici rispetto ai biopesticidi di baculovirus, ma al costo di molti più potenziali effetti negativi. Questi possono includere danni a organismi non bersaglio che possono influenzare l’ecosistema locale, e lo sviluppo di resistenza.

I baculovirus possono potenzialmente anche essere modificati geneticamente per aumentare le prestazioni e la velocità della loro azione come biopesticidi. Questa strategia sarà probabilmente sviluppata in futuro.

Vettori virali

I baculovirus possono anche essere usati come vettori di consegna dei geni, dove certi geni di interesse possono essere clonati nelle cellule durante la terapia genica. Questi virus sono utili in questo settore perché hanno pochi effetti citotossici nelle cellule umane e non si replicano al loro interno.

Un altro vantaggio dei baculovirus come vettori virali, rispetto a molte altre forme di terapia genica, è l’assenza di vulnerabilità del sistema immunitario umano, poiché non riconosce i baculovirus.

I baculovirus sono quindi uno strumento molto utile nella moderna biotecnologia, così come in agricoltura, e il loro sviluppo in futuro potrebbe aprire ancora più opzioni per le loro applicazioni.

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