Appunti virologia

VIROLOGIA SPECIALE

I-II CLASSE DI BALTIMORE

POXVIRIDAE-Virus a DNA a simmetria complessa, I classe di Baltimore, contiene virus del Vaiolo (più letale conosciuto); 2 sottofamiglie Chordopoxvirinae e Entomopoxvirinae, infettano i primi vertebrati e i secondi gli artropodi solo 2 l’uomo cioè il vaiolo (vaccinia virus) e il virus del mollusco contagioso, in alcun casi rari alcuni possono infettare umani (virus del vaiolo della scimmia e dei bovini, variolavirus, Orf virus, virus della stomatite papulare dei bovini, pseudovaiolo dei bovini, Tanapox, Yabapox).

-Il virus del mollusco contagioso causa lesioni cutanee di vario tipo, gli altri sono tutte zoonosi con lesioni localizzate, vaiolo della scimmia malattia sistemica con 1-10% di mortalità.

-Sono i più grandi virus di interesse umano, forma ovale, 360x250 nm, virioni maturi e con envelope (hanno in realtà due envelope) possono entrambi infettare ma i primi (virioni maturi) sono rilasciati con lisi.

cellulari mentre gli altri (virioni con envelope) mediante esocitosi, virioni maturi mediando infezioni tra ospiti, disseminazione nell'ospite mediata dalla forma con envelope, capside a simmetria complessa con almeno 10 proteine coinvolte nella replicazione e nell'espressione del genoma (quali RNA pol DNA dip che media Tx nel citoplasma, enzimi per il capping e poliadenilazione, DNA pol virale). Il farmaco TECOVIRIMAT inibisce la secrezione di virioni con envelope interagendo con la proteina p37.

Il genoma virale è dsDNA lineare no a 189 kbp (Vaccinia), fuso all'estremità, codifica per circa 200 geni, no introni no splicing, regioni agli estremi codificanti per proteine deputate all'evasione della RI e determinano tropismo di specie, porzione centrale con geni codificanti proteine strutturali e/o coinvolte nella replicazione del genoma.

Replicazione: solo nel citoplasma, formazione di Factories cioè

Le complesse modificazioni del RE (reticolo endoplasmatico) originano dall'entrata di un virione nella cellula, visibili con microscopia, detti Corpi di Guarneri. Inizialmente, sono tondi, con la parte centrale basofila e la periferia eosinofila, utilizzati a fini diagnostici. Il ciclo vitale del virus Vaccino, utilizzato come modello, prevede l'interazione tra proteine di attacco alla membrana e recettore cellulare (GAG in Vaccinia), la spogliazione mediata da Uncoatasi, la divisione tra espressione genica precoce e tardiva mediata da enzimi virali strutturali. Dopo la replicazione del genoma, si ha l'assemblaggio con proteine tardive in strutture membranose derivate dal RE. Infine, avviene l'uscita per esocitosi (virioni con envelope) o lisi (virioni maturi). Le sindromi cliniche variano a seconda del membro della famiglia. Nel caso del vaiolo, si distinguono diverse forme: 1) Variola Major con una mortalità del 30%. È la forma più comune, detta anche vaiolo ordinario. Può presentarsi in forma modificata, emorragica o piatta, senza eruzione. a) Il vaiolo ordinario è la forma più comune nei soggetti non vaccinati (90% dei pazienti infetti). Circa il 3% dei casi sono vaccinati e la mortalità è del 30%.

non vaccinati, morte spesso per broncopolmonite, raramente manifestazioni emorragiche, nel 70% dei casi dopo guarigione rimangono deturpamenti sulla pelle, molto infettivo, aerosol o contatto diretto con lesioni o liquidi corporei, indiretto per fomiti, tramite goccioline (più frequente). La trasmissione è possibile per un lungo periodo, da quando insorge febbre no alla caduta delle croste (potrebbe rimanere vitale no a 13 anni), 10/14 gg di incubazione in cui non si è contagiosi. Prima viremia associata a sindromi febbrili (con mialgia, nausea, vomito..), primo rash cutaneo, lesioni su cute e mucose, comparsa prima su orofaringe poi viso, naso, mani e tronco (qui più rade), evoluzione macule, papale, vescicole e pustole (processo simultaneo), pustole si seccano, cicatrici. Evoluzione lesioni in 14gg.

b)Vaiolo MODIFICATO: versione più lieve, prodromi simili, lesioni meno numerose e che evolvono più velocemente, si risolvono spesso spontaneamente, la febbre

non si ripresenta con la comparsa del rash, riguarda il 2% dei pazienti non vaccinati, 25% vaccinati. c) Vaiolo EMORRAGICO: rara, sempre fatale, anche nei vaccinati, predilige adulti in particolare donne incinte, incubazione più breve, prodromi più intensi, morte entro il quinto giorno dal rash, non si fa in tempo ad arrivare alle vescicole. d) Vaiolo PIATTO: molto raro, quasi sempre fatale, mai nei pazienti vaccinati, predilige bambini, mancata maturazione delle lesioni, piatte e soffici, mai pustole. e) Vaiolo SENZA ERUZIONE: più frequente nei pazienti vaccinati, trasmissione anticorpi materni, nessuna lesione ma si possono avere sintomi simili all'influenza, non trasmissibile. 2) Variola Minor con mortalità 1%: forma simile al vaiolo ordinario ma più discreta, lesioni più superficiali e guarigione delle lesioni più rapida. PATOGENESI: vie respiratorie, viremia porta a rash cutaneo, diffusione dal sito di entrata cellulo-associata, meccanismi di patogenesi non chiariti ma appare cruciale la

Necessità di eludere e inibire il SI dell'ospite. Lesioni soprattutto su volto, arti, meno sul tronco (sulla varicella viceversa). Evasione RI: virus molto evoluti, numerosi meccanismi per interferire con il SI, maggior parte delle conoscenze dovute a studi sul virus Vaccino. Proteine intracellulari eludono azione di PKR (E3 proteina in grado di legare RNA ds; K3 omologo di elF-2alfa), proteine secrete (solubili) IFN alfa/beta binding protein, IFNgamma receptor. A Londra, prima dell'introduzione del vaccino, c'era un picco ogni 5 anni. Prevalenza è molto elevata e si hanno picchi di infezioni ciclici dovuti all'aumento di popolazione non immune di nuovi nati (l'infezione da protezione per tutta la vita).

Prima della scoperta del vaccino nel 1796 da parte del medico inglese Jenner, si praticava la Variolizzazione cioè l'inoculo di materiale proveniente da croste essiccate (carica infettante minore) di pz con forme di vaiolo lievi.

Formazione di vescicole nella sede di inoculo, 97% dei casi forma lieve, 3% vaiolo ordinario quindi 1% dei pz vaccinati morivano, in più i soggetti variolatierano potenzialmente infettivi. Notò che le mungitrici si ammalavano di una forma lieve di vaiolo e risultavano immuni al vaiolo umano, prendevano il vaiolo vaccino (dalle mucche), pensò quindi di inoculare il vaiolo vaccino nell'uomo per conferire protezione, inoculò un bambino di 8 anni con vaiolo vaccino (dalle croste di una donna infetta), dopo mesi lo inoculò con vaiolo umano (variolizzazione), il bambino non sviluppò vescicole. Vaccino da virus Vaccino attenuato. Inghilterra 1853 Vaccination Act: ogni nato, entro i 3 anni, doveva essere vaccinato. In Italia divenne obbligatoria dal 1889, 3 dosi (2, 7, 18 anni), vaccinazione sospesa negli anni '70 perché non c'erano più casi, durata immunità da vaccino sconosciuta, probabilmente minore di 10 anni. Jenner inizialmente

inoculava Vaiolobovino da croste, poi il virus vaccino preparato in tessuto linfoide da vitello usando il ceppo divirus vaccino NYC board of health (DRYVAX) (interrotta nel 1982 per e etti collaterali), seconda efi fi fl ffi fi fi fl ff fi ff fi fi fiterza generazione di vaccini (ACAM200 clonato e prodotto in coltura cellulare, 200 milioni di dosiin possesso negli usa), vaccinazione nel 2003 a 500000 abitanti negli usa, alcuni militari tutt’oravaccinati. E etti collaterali (per milione): morti 2, encefalite 12, eczema da vaccino 39, inoculoinvolontario 529, vaccinia progressivo 1.5, vaccinia generalizzata 241, pericardite, nonsomministrabile in immunodepressi perché è un vaccino vivo. Epidemia in Nigeria nel 1966nonostante il 90% della popolazione fosse vaccinata, strategia ad anello basata su isolamentodegli infetti; 1 gennaio 1967 l’OMS lancia un programma di eradicazione del vaiolo basata suvaccinazione e aggressiva politica di sorveglianza sanitaria. 1978

Henry Benson e Janet Parker, ultimi morti da vaiolo pur essendo vaccinati. Benson lavorava in laboratorio dove si infettò e infettò Parker e la sua famiglia. Benson si suicidò dopo la morte di Parker. Nel 1980 avvenne l'eradicazione totale del vaiolo. Un altro agente eradicato nel 2011 è stato il virus della peste bovina. I prossimi obiettivi di eradicazione sono la polio, il morbillo e la rosolia.

I fattori che hanno reso possibile l'eradicazione del vaiolo sono: l'assenza di ospiti non umani, l'assenza di casi asintomatici, la trasmissibilità ristretta alla fase sintomatica, la sua alta virulenza e la disponibilità del vaccino.

L'OMS ha raccomandato la distruzione di tutti gli stock rimasti (per rischi biologici in laboratorio). Nel 2002 ha deciso di consentire il mantenimento ai fini di ricerca. Un report investigativo statunitense ha ipotizzato che gli stock di vaiolo fossero nelle mani di Iraq, Corea del Nord, Russia e Francia.

In Svezia, su circa 1700 morti dopo i 25 anni di età, solo lo 0.3% era dovuto al vaiolo. Questo perché prima della vaccinazione si verificavano un numero significativo di decessi.

contatto con il virus in età infantile, dopo la vaccinazione morivano di più in età avanzata perché l'immunità non è duratura (necessità di richiami).-

Terapia: CIDOFOVIR, vaccinazione entro 3/4 gg dal contagio, Immunoglobuline anti vaiolose, TECOVIRIMAT (approvato nel 2018). Quest'ultimo farmaco inibisce Vaccinia virus p37 e impedisce il rilascio dei virioni con envelope. È importante avere un farmaco perché il vaccino è attenuato ed associato a effetti collaterali e limitazioni, non al 25% della popolazione potrebbe avere controindicazione, rischi 8 morti/milione.

Sarebbe possibile, anche dopo distruzione di tutti gli stock, ricreare il virus in laboratorio.

POLYOMAVIRIDAE- Precedentemente compresa nella famiglia dei papilloma virus, ora divisi, virus che infettano uccelli e mammiferi, 12 infettano l'essere umano che appartengono a 3 dei 4 generi della famiglia (non nella Gammapolyomavirus), infezioni persistenti senza patologia.

Della famiglia Betapolyomavirus il più studiato è Simian virus 40 implicato nella possibile oncogenesi umana in seguito alla vaccinazione con i vaccini anti-polio ottenuti in cellule di scimmia infettate con SV40 (oncogenesi però non confermata), poi Human polyomavirus (abbastanza comuni nell'essere umano) 1 (BK), 2 (JC), nel 2007 sono stati identificati il 3 (KI) e 4 (WU) ancora con collegamenti alla patologia però. Degli Alphapolyomavirus abbiamo Human polyomavirus 5 (MCV) associato a rara forma di tumore della pelle, e l'8 (TSV) associato a tricodisplasia spinulosa. Gli altri polyomavirus non sono associati a nessuna patologia umana per ora.

Dal punto di vista strutturale si presentano come piccoli virus senza envelope con capside icosaedrico, diametro 50nm con 72 pentameri ciascuno con 5 coppie della proteina VP1 che funge da VAP, una coppia di VP2 e una di VP3 all'interno del capside. Queste sono coinvolte nella capsidazione del virione, all'interno.

alla presenza di enzimi specifici. La cromatinizzazione del DNA ss avviene attraverso l'avvolgimento del filamento su proteine chiamate istoni, formando così la struttura nucleosoma. Questa compattazione permette al DNA di essere organizzato all'interno del nucleo e di essere protetto da danni esterni. Durante la replicazione del DNA, la DNA polimerasi cellulare svolge un ruolo fondamentale. Questo enzima è in grado di leggere il filamento di DNA esistente e di sintetizzare un nuovo filamento complementare. La replicazione avviene in modo semiconservativo, ovvero ogni filamento di DNA originale serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento. La replicazione del DNA avviene nel nucleo, dove sono presenti tutti i componenti necessari per il processo. La DNA polimerasi cellulare è in grado di riconoscere specifiche sequenze di nucleotidi chiamate origini di replicazione, da cui inizia la sintesi del nuovo filamento di DNA. Durante la replicazione, l'enzima DNA polimerasi cellulare aggiunge i nucleotidi complementari al filamento di DNA esistente, seguendo le regole di appaiamento delle basi (A-T e C-G). Questo processo avviene in modo coordinato e preciso, garantendo la corretta duplicazione del genoma. Inoltre, durante la replicazione del DNA, sono presenti anche altri enzimi che svolgono ruoli importanti. Ad esempio, l'elicasa svolge la funzione di separare i due filamenti di DNA, permettendo così l'accesso della DNA polimerasi cellulare al filamento stampo. Altri enzimi, come la topoisomerasi, sono responsabili di rilassare la tensione generata durante la replicazione. In conclusione, la replicazione del DNA ss di 5kb cromatinizzata avviene nel nucleo grazie alla presenza della DNA polimerasi cellulare e di altri enzimi specifici. Questo processo è fondamentale per la duplicazione del genoma e per la trasmissione delle informazioni genetiche alle cellule figlie.