Pubblicato il 30 giugno 2025

Il vaiolo delle scimmie può infiltrarsi nel cervello umano?

L’infezione da virus del vaiolo delle scimmie (monkeypox virus, in verde) provoca la formazione di rigonfiamenti, denominati “neuritic beads”, indice di una neurodegenerazione negli organoidi cerebrali. Scala di 25 um. — © Immagine per gentile concessione del Cell & Infection Biology Lab.

Alcuni ricercatori dell’Istituto di virologia e immunologia (IVI) e dell’Università di Berna, in collaborazione con il Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) dell’Università di Losanna e con il Laboratorio Spiez, hanno scoperto che il virus del vaiolo delle scimmie (monkeypox virus, MPXV) è in grado di diffondersi efficientemente negli organoidi cerebrali, provocando la morte delle cellule neuronali. Le loro scoperte fanno luce su un aspetto finora inesplorato delle infezioni da MPXV. Questa ricerca è stata sostenuta dal Centro multidisciplinare per le malattie infettive (MCID) dell’Università di Berna.

• Perché questo studio è importante?

  L’mpox, la malattia causata dall’MPXV, è stato poco studiato in passato, principalmente a causa dell’area geografica circoscritta in cui era diffuso. Alcune gravi complicanze causate dall’MPXV sono state ampiamente trascurate. Con il nostro studio abbiamo indagato un aspetto finora inesplorato di questa malattia, dimostrando che l’MPXV può colpire il cervello umano causando potenzialmente danni gravi. Data la recente impennata dei casi di mpox, i risultati a cui siamo approdati sono importanti: non solo fanno luce sulla patologia, ma indicano anche possibili trattamenti – un risvolto fondamentale per la salute e la sicurezza pubblica.

• Descrizione dello studio

  L’impatto che un’infezione da MPXV può avere sul cervello umano è poco compreso. Per esplorare questo aspetto della malattia, abbiamo espostoorganoidi cerebrali umani a un isolato di MPXV proveniente da un paziente svizzero del 2022. Abbiamo monitorato la replicazione del virus e osservato i suoi effetti sulle cellule neurali nel corso del tempo. Utilizzando l’imaging di cellule vive, abbiamo avuto conferma della diffusione del virus da cellula a cellula lungo i neurofilamenti. Abbiamo anche testato alcuni trattamenti antivirali per valutarne l’efficacia nel ridurre l’infezione.
  
  Gli organoidi cerebrali sono modelli tridimensionali di tessuti generati da cellule staminali pluripotenti umane. Man mano che maturano in cellule neurali, danno vita a strutture che imitano caratteristiche specifiche del cervello. Gli organoidi cerebrali sono difficili da coltivare. Tuttavia, in quanto imperniati su un modello complesso basato sull’essere umano, essi offrono un potenziale enorme per la ricerca sulle malattie neurologiche, superando al contempo le implicazioni etiche e i limiti pratici insiti nella sperimentazione animale, in linea con il principio delle 3R.

• I risultati principali

  Abbiamo scoperto che l’MPXV infetta efficientemente gli organoidi cerebrali umani e si trasmette direttamente da cellula a cellula, provocando la morte dei neuroni. La diffusione del virus avviene senza danni evidenti alla morfologia esterna del tessuto, ma provoca la formazione di una serie di rigonfiamenti, denominati «neuritic beads», un segno distintivo di malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. Inoltre, abbiamo dimostrato che l’infezione da MPXV può essere ridotta in modo significativo impiegando il farmaco antivirale tecovirimat, il che apre la strada a potenziali strategie terapeutiche.
  
  Era noto che l’MPXV provoca lesioni cutanee ed effetti sistemici, ma siamo rimasti sorpresi nello scoprire come si diffonde nel cervello. L’assenza di cambiamenti significativi nella morfologia esterna degli organoidi cerebrali, nonostante il grave danno neuronale, ci ha colti di sorpresa. Aver scoperto che la formazione delle «neuritic beads» precede la morte delle cellule neuronali, aggiunge un nuovo tassello alla nostra comprensione del potenziale patologico del virus.

• Prossimo passo

  In futuro, intendiamo approfondire i risultati a cui siamo approdati così da comprendere meglio i meccanismi rilevati dalle nostre osservazioni. Inoltre, stiamo assistendo a un aumento del numero di casi di mpox provocati da altri ceppi di MPXV, i cosiddetti «cladi». Abbiamo urgenza di stabilire se i risultati della nostra ricerca siano specifici per l’isolato virale utilizzato nel nostro studio o se lo stesso meccanismo possa essere osservato anche con altri cladi di MPXV. Lavoriamo inoltre alacremente per aumentare la complessità del nostro modello di organoidi, in modo da renderlo ancora più simile al cervello umano. Al momento ci stiamo concentrando sull’integrazione di cellule della microglia, un tipo di cellula immunitaria specifica del cervello. L’impiego di organoidi simili con una maggiore complessità potrebbe permetterci di raccogliere maggiori informazioni sulle modalità con cui il nostro sistema immunitario reagisce a un’infezione da MPXV a livello cerebrale.

Titolo e link della pubblicazione (Nature Communications 30.6.2025)
Monkeypox virus spreads from cell-to-cell and leads to neuronal death in human neural organoids

Autori
Isabel Schultz-Pernice, Amal Fahmi, Francisco Brito, Matthias Liniger, Yen-Chi Chiu, Teodora David, Blandina I. Oliveira Esteves, Antoinette Golomingi, Beatrice Zumkehr, Markus Gerber, Damian Jandrasits, Roland Züst, Selina Steiner, Carlos Wotzkow, Fabian Blank, Olivier B. Engler, Artur Summerfield, Nicolas Ruggli, David Baud and Marco P. Alves

Maggiori informazioni
Comunicato stampa (in inglese)
Anche i metodi di ricerca cambiano