Microbiologia e virologia medica

ORTHOMYXOVIRIDAE

Virus a RNA singolo filamento negativo, segmentato

Envelope

Capside elicoidale

Genoma composto da otto diversi segmenti o sette segmenti a seconda del fatto che stiamo considerando virus

dell'influenza A e B (8) o influenza C (7)

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A/B 8 segmenti, unici che colpiscono l’uomo

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C 7 segmenti

Influenza che colpisce uomini e animali (mammiferi e uccelli)

Solo A ha un reservoir animale

Ogni segmento codifica per 1/2 proteine

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Ortho corretto

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Myxo muco

Nome “influenza” perché gli antichi pensavano che febbre e raffreddore si ripetessero con il cambio delle lune e

delle stelle e quindi avessero un'influenza sulla salute della popolazione ⇾

No infezione benigna, ma patologia che necessita una serie di cure per poter essere curata non confondere con il

raffreddore

Ha mietuto tante vittime quanto le guerre

1928 influenza Spagnola 20 milioni di morti (metà della popolazione europea)

20/30.000 morti ogni anno in USA per l'influenza e le complicanze dell'influenza

Influenza è uno dei massimi problemi economici e sociali, persone malate si devono curare, non possono lavorare e

devono a volte essere ospedalizzate (4,6 bilioni di dollari l'anno in USA)

Picco tra fine dicembre e metà marzo

Trasmissione è di tipo aereo

all'interno di ciascuna goccia ci sono fino a un milione di virioni

Incubazione velocissima, circa 18/72 ore

dura circa una settimana, debilita l'organismo

Influenza colpisce tutti, bisogna stare attenti alle fasce a rischio: soggetti con sistema immunitario più debole

(bambini, soggetti con malattie croniche, anziani sopra i 65 anni)

Tre diversi tipi:

A causa la patologia più severa, causa le epidemie stagionali o delle pandemie

virus soggetto a tantissime mutazioni molto rapide

B intermedio, può causare epidemie stagionali con sintomatologia più lieve

soggetto a mutazioni, ma meno del tipo A

C stabile dal punto di vista genomico, spesso asintomatico o con sintomatologia lieve

Morfologia: Envelope con due importanti glicoproteine che si chiamano

EMAGGLUTININA (HA)

NEURAMINIDASI (NA)

servono nelle prime fasi dell'infezione

Proteina della matrice

funzione strutturale, serve per impacchettamento del virus

Capsidi elicoidali, uno per ogni segmento del genoma

in ogni capside RNA single strand negativo, a ciascun segmento legata una polimerasi

RNA associato a NP protein, con funzioni strutturali di sostegno al genoma

Ciascun segmento genomico codifica per un'unica proteina, massimo due

Neuraminidasi

omotetramero

glicoproteina di superficie, attaccata all’envelope virale

Esistono nove diversi tipi di neuraminidasi (nove diversi segmenti genomici che codificano)

solo quattro si trovano in virus che possono infettare l'uomo

- permette al virus di attraversare la mucosa respiratoria, taglia gli acidi sialici presenti nella mucina

apre varco per il virus, che può passare attraverso il muco e avvicinarsi alle cellule epiteliali target della mucosa

permette la gemmazione delle nuove particelle virali, entra in funzione nella parte finale della replicazione del virus

- alla fine della replicazione del virus, favorisce il rilascio per gemmazione delle particelle virali

facilita rilascio del virus dalla superficie della cellula infettata

Attiva solo in forma di tetramero

Emagglutinina

recettore virale che lega cellule epiteliali, media fusione envelope con membrana cellulare

Esistono 16 tipi di emagglutinina, 6 sono quelle che sono presenti su virus che possono infettare l'uomo

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Sulle cellule epiteliali presente recettore in cui vi è un acido sialico legato a un galattosio mediante legame 2-6

uomo

Recettore virale specifico per gli acidi sialici delle glicoproteine presenti sulla superficie delle cellule epiteliali della

mucosa respiratoria

Media fusione fra la membrana dell’envelope e la membrana della cellula, grazie al dominio fusogeno

Virus aviario riconosce lo stesso recettore, ma il legame tra acido sialico e galattosio è di tipo 2-3

Nostro tratto respiratorio possiede solo recettori con legame 2-6

nei polmoni 90% ha recettore 22-6, 10% ha recettore 2-3

HA ha estremità variabilità

Nella cellula, non avviene replicazione nel citoplasma, ma nel nucleo

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virus si sveste e segmenti genomici trasportati nel nucleo polimerasi che virus si porta dietro vanno a trascrivere

gli RNA messaggeri che servono per la produzione di proteine virali

Azione della polimerasi deve essere innescata da cap al 5’

Traduzione avviene nel citoplasma, proteine virali precoci necessarie per la trascrizione e la traduzione vengono

riportate nel nucleo ⇾

Polimerasi crea intermedi replicativi positivi per la replicazione del genoma RNA negativi che sono il genoma

Perché nel nucleo? Segmenti del virus non hanno zona di attacco per la polimerasi, non trova

zona a cui attaccarsi

Virus taglia i cap degli mRNA della cellula e gli utilizza per iniziare la propria

trascrizione (attraverso endonucleasi)

Crea doppio filamento sintetico per se stesso, nel nucleo tanti RNA

messaggeri a cui tagliare il cap ⇾

Uscita dalla cellula per budding ha envelope

Maturazione avviene a livello della membrana plasmatica della cellula

Si forma rivestimento interno di M1, proteine della matrice

Virione esce dalla cellula ma rimane appiccicato, emagglutinina

riconosce ancora acido sialico del recettore

virioni restano attaccati, neuraminidasi tagliano legame

emagglutinina/recettore

(farmaci blocco azione della neuraminidasi, restano attaccati quindi

virus non si propaga)

Ogni anno isolato virus che circola durante determinata epidemia

ogni virus acquisisce un nome:

- tipo (A, B, C)

- luogo in cui è stato isolato per la prima volta

- numero progressivo

- anno

- tipo di emoagglutinina (6) e neuraminidasi (4)

Come verificare virus che sta circolando? Ciascuna regione ha suoi osservatori, riportare i casi settimanalmente

Virus dell'influenza inserisce tantissime mutazioni

due meccanismi di mutazione:

- basato sull'antigenic drift

si verifica tutte le volte che viene inserita una mutazione puntiforme nei segmenti che codificano per

l'emoagglutinina o per la neuraminidasi

può avere effetto a livello della proteina, proteine più esterne verso le quali organismo crea anticorpi

responsabili delle epidemie stagionali

graduale modifica della sequenza amminoacidica delle proteine in grado di stimolare una risposta immunitaria

nell’organismo ospite ⇾

Responsabile delle epidemie stagionali nuove varianti a causa delle mutazioni diventano sufficientemente

irriconoscibili agli anticorpi nella maggior parte della popolazione in modo tale da avere un ampio numero di

individui suscettibili al nuovo ceppo

Alterazione dei siti antigenici della molecola così che il virione può sfuggire al riconoscimento da parte del sistema

immunitario

- antigenic shift

alla base delle pandemie, dovuto al riassortimento dei segmenti genomici

drastica variazione delle proteine di superficie, non semplice mutazione

da due diversi tipi di virus dell'uomo, possibili ottenere quattro tipi di virus diversi

(sempre stesse neuraminidasi/emoagglutina)

⇾

virus metà dell'uomo e metà dell'animale infezione uomo, non lo riconosce

riassortimento dei segmenti genomici, può avvenire anche tra virus di diverse specie

Riguarda di solito solo influenza di tipo A

Gli shift antigenici sono dovuti o a riassortimenti tra virus umani e animali (aviari o

suini) oppure alla trasmissione diretta di virus non-umani all'uomo

Poiché la popolazione non ha mai incontrato prima questi antigeni, in

determinate circostanze questi cambiamenti di maggiore entità possono

provocare una infezione improvvisa e invasiva in tutti i gruppi di età, su scala

⇾

mondiale pandemia

Suini hanno 50% di recettori 2-6 e 50% recettori 2-3, possono facilmente essere

infettati sia da influenza umana che quella aviaria

⇾

sono mixing vessel riassortimento tra diversi tipi di virus

virus che per l'uomo è completamente nuovo, può infettare ma non viene

riconosciuto dal sistema immunitario (salto di specie)

Tutte le pandemie dovute a questi tipi di riassortimenti

Spagnola: virus aviario passa direttamente all'uomo senza passare per un intermedio

nei polmoni presenza 10% dei recettori per i virus dell'influenza aviaria

scarsissime condizioni igieniche in quel periodo

Febbre suina: pandemia nel 2009

H1N1 riassortimento di quattro ceppi di influenza A

una endemica negli umani, una negli uccelli e due nei suini

Pandemie:

- riassortimento da antigenic-shift che avviene in un terzo animale

- diretto salto di specie in condizioni limite

Prevenzione:

vaccino consigliato alle categorie di persone a rischio

Come si crea un vaccino contro l'influenza dato che il virus cambia ogni anno?

Vaccini predittivi, vengono riformulati tutti gli anni sulla base di algoritmi che fanno previsioni

all'interno del vaccino vi è virus dell'anno precedente, sicuramente un virus di tipo B, un altro tipo A

virus inattivato

PARAMIXOVIRIDAE

RNA singolo filamento negativo

Envelope

Genoma non segmentato

Replicano nel citoplasma

Famiglia si divide in:

- Paramixovirinae

virus respiratori, morbillo, virus della parotite

- Pneumoviridae

virus respiratori

Due proteine di superficie: emagglutinina e proteina F di fusione (fusione membrana/envelope)

Sono geneticamente stabili, a differenza degli Orthomyxovirus

hanno un solo sierotipo

Diametro di 150-300 nm

Genoma virale:

- RNA singolo filamento negativo

- lineare

- non segmentato Nucleocapside elicoidale

Proteine:

NP complessata all’RNA virale

L/P coinvolte nella replicazione e nella trascrizione

H emagglutinina

E ha funzione di fusione fra la membrana cellulare e l’envelope

Nelle Paramixovirinae

- virus parainfluenzali

respiratori, malattie del tratto respiratorio, meno severi dei virus influenzali

riniti e faringiti

trasmissione attraverso goccioline di saliva e muco

nei bambini sotto l'anno possono provocare bronchioliti

- morbillivirus

virus completamente umano, no intermedi animali

trasmissione mediante materiale infettato (secrezioni) e vie respiratorie

7 giorni di incubazione

livello di contagiosità altissimo, anche nella fase prodromica (prima del rash cutaneo)

dà immunità permanente

virus entra nel corpo attraverso tratto respiratorio, replicazione che ha picco dopo 10 giorni

⇾

replicazione a livello dei linfonodi e inizia a migrare verso la cute spot di Koplik (macchie bianche in bocca)

rash cutaneo nella fase finale

problemi al tratto respiratorio, temperatura molto elevata, infiammazione della congiuntiva degli occhi