Microbiologia

FARMACI ANTIVIRALI

Nella maggior parte dei casi le infezioni virali non richiedono intervento terapeutico, come ad esempio il

raffreddore, l'influenza, ovviamente se il soggetto sta bene. Nei casi di queste malattie comuni il virus se ne

va perchè l’organismo ha sviluppato una risposta immunitaria.

I farmaci antivirali in alcuni casi non sono ancora soddisfacenti e inoltre sono più tossici di quelli batterici

perchè questi farmaci devono attaccare le cellule dell'organismo dove i virus vi si riproducono all’interno

(tossicità relativa). Inoltre, come quelli batterici, hanno possibilità di sviluppare resistenze da mutazioni.

Bersagli di azione farmaci antivirali

I farmaci antivirali possono agire su tutte le tappe della replicazione virale, ovvero può esistere un inibitore

di entrata, di adsorbimento, scapsidazione, sintesi acidi nucleici, sintesi proteine, proteasi, e del rilascio del

virus dalla cellula.

Inibitori scapsidazione → Amantadina e Rimandatina, vengono usati per trattamento o la

• prevenzione dell'infezione da virus influenzale A (non richiede trattamenti l'influenza ma ci sono

magari soggetti a rischio, ovvero i soggetti che hanno malattie croniche debilitanti, polmonite), i

farmaci vengono somministrati per via orale raggiungendo livelli plasmatici idonei alla sua azione in

poco tempo (2-5 ore).

Si legano alla proteina virale che funziona come canale ionico che permette l'entrata di H+ nel virus

e quindi ne inibisce l’acidazione con la seguente dissoluzione del capside.

H H

+ +

H

+

0Inibitori della sintesi degli acidi nucleici → Aciclovir, sono degli analoghi nucleotidici ovvero sono

• simili ai nucleotidi della cellula ma vengono incorporati al posto di quelli naturali, difatti aciclovir è

un analogo non ciclico della guanosina. Questo tipo di farmaco viene soprattutto usato per la cura

dei virus herpetici umani.

Il farmaco viene fosforilato ad opera di un enzima chinasi virale che aggiunge 2 gruppi P rendendo

l’aciclovir un nucleotide trifosfato. A questo punto viene letto dalla DNA polimerasi virale e viene

incorporato nel DNA virale. La sintesi si blocca perchè aciclovir non ha un gruppo OH che serve

come innesto per attaccare un altro nucleotide, ed ecco perché questi farmaci vengono detti

“terminatori di catena”.

Il farmaco funziona solo se nella cellula è presente il virus (perchè è presente la chinasi virale) e

quindi riesce a limitare il suo funzionamento alle sole cellule infette.

Inibitori trascrittasi inversa → (retrovirus, virus epatite B), si utilizzano analoghi nucleosidici o

o inibitori non nucleosidici.

Gli inibitori non nucleosidici sono derivati delle benzodiazepine e sono detti inibitori allosterici

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della trascrittasi inversa perchè si legano ad una tasca idrofobica dell'enzima causandone

un cambio di conformazione e rendendolo meno affine al proprio substrato.

Gli inibitori nucleosidici (azidotimidina AZT), funzionano come aciclovir però azidotimina è un

analogo della timina, che impedisce l'aggiunta del nucleotide successivo. La trascrittasi

inversa ha attività esonucleasica (come quella polimerasi cellulare) ma ha una selettività

parziale e quindi è tossico.

Inibitori della RNA polimerasi RNA dipendente (RpRd) → (ribavirina) è un farmaco a tossicità

o selettiva poiché la cellula non possiede l’enzima RNA polimerasi RNA-dipendente. Funziona

come un terminatore di catena perchè analogo alla guanosina, inoltre ha un effetto

mutageno sul DNA virale.

Inibitori proteasi virali → alcuni virus, tra cui HIV, producono le loro proteine secondo un precursore

• poliproteico, che è una proteina lunga data dall'unione di tante proteine diverse. Il precursore è

inattivo ma quando arriva una proteasi che riconosce siti attivi li taglia in proteine che hanno una

loro specifica funzione.

Il farmaco blocca le proteasi e quindi il precursore non si attiva, le proteine mature non vengono

tagliate e quindi il virus non si forma.

Le proteasi sono diverse rispetto a quelle dell'ospite (riconoscono siti di taglio diversi) e quindi hanno

una tossicità selettiva, di conseguenza i farmaci sono poco tossici (appunto perché riconoscono

solo le proteasi virali) e ciò ha permesso di allungare la prospettiva di vita dei malati di AIDS.

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Retrovirus: virus HIV

Ci sono due tipi di virus AIDS: HIV-1 e HIV-2 (Human Immunodeficiency Virus).

Il virus HIV è una pandemia, ovvero è sparso in tutto il mondo ma in particolare in Africa.

I due virus si trasmettono con le stesse modalità: HIV-1 è diffuso in tutto il mondo ed è responsabile della

maggior parte dei casi di AIDS, mentre HIV-2 è prevalente in Africa.

Sono causa di una pandemia mondiale di AIDS (Acquired ImmunoDeficiency Syndrome).

Struttura virus.

Il virus HIV ha una struttura complessa: nel capside è contenuta una doppia copia di RNA, due trascrittasi

inverse, due integrasi e due nucleasi.

Il genoma è all'interno di un tronco di cono formato da una proteina (p24) ed è l'antigene del core e del

capside. All’esterno è presente un altro involucro fatto di un’altra proteina (p17), infine ancora più

all’esterno c’è l'involucro perché HIV è un virus rivestito.

L’involucro è formato da un doppio strato fosfolipidico e una serie di proteine virali inserire al momento

della fuoriuscita ella cellula, due sono importanti chiamate gp120 (sporge sulla superficie del virus) e gp41(si

inserisce nel l'involucro).

Ciclo replicativo HIV

a) ADSORBIMENTO → il virus prende contatto con la cellula ospite mediante un legame specifico tra

l'antirecettore virale (gp120) e il recettore cellulare (molecola CD4). Il recettore della cellula è una

molecola chiamata CD4 che viene espressa solo su alcune cellule del sistema immunitario, in

particolare sui linfociti T helper (CD4+) e macrofagi. I linfociti sono cellule importantissime per tutta

l'omeostasi dell'organismo (una delle funzioni è quella di produrre citochine che attivano i

macrofagi per la protezione dai batteri patogeni intracellulari) che se vengono attaccate dal virus,

a lungo andare causano l'immunodeficienza.

b) PENETRAZIONE → è un virus rivestito, quindi l'involucro si fonde con la membrana e il virus va

all'interno. La fusione è mediata dalla proteina gp4.

c) SCAPSIDAZIONE → l’RNA virale si libera del capside e viene riversato nel citoplasma della cellula

insieme ai suoi enzimi associati.

d) SINTESI DNA → Il filamento entra nel nucleo e, grazie alla proteina integrasi, si integra nel DNA

cellulare. Il virus integrato è detto provirus.

e) ESPRESSIONE GENI VIRALI → la RNA polimerasi cellulare trascrive i geni virali come se fossero geni

della cellula. Vengono prodotti due tipi di RNA virale: gli RNA lunghi (genomici) che sono lunghi

come tutto il genoma del virus e vengono trasportati nel citoplasma e rappresentano il genoma

delle nuove particelle virali; e gli RNA corti (subgenomici) che vengono trasportati nel citoplasma e

tradotti in molte proteine virali.

Il genoma contiene tre geni principali: gag, pol, env. Il gene gag codifica le proteine del core (p24

e p17), il gene pol codifica le proteine enzimatiche (trascrittasi inversa, integrasi, proteasi), il gene

env codifica le proteine dell’involucro (gp41 e gp120). Inoltre ci sono tanti altri geni che sono geni di

regolazione dell'espressione. Questi geni vengono trascritti in poliproteine che poi la proteasi taglia e

producendo proteine mature. 49

f) MONTAGGIO → l’RNA genomico si associa con le proteine del capside mediante un processo

spontaneo

g) GEMMAZIONE → il virus si avvicina alla membrana citoplasmatica da cui “ruba” un pezzo

dell’involucro: fuoriesce dalla cellula dando luogo alla formazione di una gemma (estroflessione di

membrana, ma può essere rilasciato anche con lisi della cellula ospite.

Infezione HIV (→ storia naturale dell’AIDS)

“Storia naturale dell’AIDS” significa descrivere tutte le tappe che si verificano dal momento in cui un

individuo acquisisce il virus al momento in cui si sviluppa (se si sviluppa) la malattia.

1) Trasmissione virus → la contrazione del virus avviene per:

a. Via parenterale: attraverso un’inoculazione di sangue infetto (una via di trasmissione

accidentale) per esempio con una trasfusione (è un rischio molto ridotto! Una volta non era

controllato, ma comunque anche adesso ci sono dei rischi), con una puntura accidentale con

siringa infetta, con lo scambio di siringhe tra drogati, strumenti chirurgici, tatuaggi, piercing. I

soggetti a rischio sono gli emofilici, politrasfusi, personale medico e paramedico,

tossicodipendenti.

b. Via sessuale: il virus è presente nelle secrezioni vaginali e seminali, per cui i soggetti a rischio sono

chi ha partner multipli o che hanno rapporti non protetti (sia eterosessuali che omosessuali)

c. Via verticale: la madre infetta il bambino, il virus si trasferisce con la placenta, con la via

perinatale (parto), o con l'allattamento. Circa il 20% dei bambini nati da madre sieropositiva

sono infettati, quindi se la madre ha il virus non è necessario che il bambino abbia il virus. Il 100%

dei bambini sono sieropositivi alla nascita (ricevono gli anticorpi per via parentale), ma come si

fa a vedere se hanno solo gli anticorpi o anche virus?

È necessario aspettare e fare la prova dopo un mese, se ha ricevuto solo anticorpi decadranno

fino a scemare, mentre se ha contratto il virus il neonato sviluppa i suoi anticorpi e quindi

aumentano.

d. Altre vie ipotizzate (non dimostrate): saliva, lacrime, urine, rapporti interpersonali in ambito

familiare o comunitario.

2) Marcatori sierici → per vedere l’andamento dell’infezione guardiamo un grafico che ha una serie di

parametri:

a. Virus antigene p24: la presenza della proteina nel sangue indica la presenza del virus. Al tempo 0

è avvenuto il contagio, il virus entra nel circolo e inizia a replicarsi nei linfociti T CD4+. Alcuni sono

di questi sono circolanti nell’organismo ma la maggior parte si trovano nei linfonodi e in organi

linfopoietici (es. milza), difatti c’è un aumento degli antigeni nel siero. Ad un certo punto questo

picco di virus arriva ad un punto massimo per poi decadere (6-10 mesi), perché a questo punto

il soggetto risponde con il sistema immunitario. Però mentre in una qualsiasi infezione virale il virus

scompare completamente, nel caso del HIV pochi virus permangono nel corpo del soggetto.

Successivamente si ha una brusca risalita dell’antigene p24 che si replica all’impazzata (perché

gli anticorpi pian piano decadono) e in questo modo la malattia &egrav