Microbiologia - Retrovirus

HIV

Nel 1981 è stata segnalata una nuova patologia nei giovani adulti, per lo più maschi omosessuali; tale sindrome è stata definita come "immunodeficienza acquisita" causata da un agente infettante a trasmissione sessuale. Nel 1983 si arrivò ad isolare l'HIV. Infine si vide che c'erano due diversi tipi di HIV: HIV-1 e HIV-2.

- HIV-1 è diffuso in tutto il mondo ed è responsabile della maggior parte dei casi di AIDS; è un retrovirus caratterizzato da un genoma alquanto complesso se paragonato a quello degli altri retrovirus: 9 geni diversi; ha effetto citopatico, ossia uccide le cellule che infetta; l'effetto citopatico, tuttavia, richiede alcuni giorni prima di manifestarsi; il suo ciclo replicativo nei linfociti CD4 infettati è tanto più rapido quanto più i linfociti sono attivati.

- HIV-2 è meno virulento e provoca una malattia a decorso relativamente più attenuato.

GENOMA: Oltre...

ai 3 geni, ne comprende anche altri 6. I geni GAG-POL sono co-tradotti inizialmente in una poliproteina p180 che viene poi scissa in p55 (precursore delle proteine codificate da gag) e negli enzimi virus specifici (RT, PR e IN). La p55 a sua volta viene scissa in p17, che rappresenta la "matrice" virale (MA), in una proteina che forma il core (p24) e in p9, che si lega alle molecole di RNA. Il gene ENV è tradotto inizialmente in una poli-proteina p88 che viene glicosilata (gp160) e scissa in gp41 e gp120, di cui la prima è transmembrana e l'altra è esposta alla superficie del virione. Ai due lati del gene ENV il genoma di HIV contiene altre 6 sequenze codificatrici che danno luogo ad altrettante proteine con funzioni regolatrici o accessorie. Le proteine regolatrici sono Tat, Rev, le Vpu e Nef; quelle accessorie sono Vif e Vpr che vengono incorporate nel virione maturo e favoriscono l'infettività. Tat costituisce un elemento fondamentale inquanto favorisce il reclutamento di fattori trascrizionali e aumenta la produzione di RNA messaggero virale quindi la sintesi di proteine virali. Rev regola la produzione di RNA: li "protegge" dall'elaborazione (splicing) e incrementa l'esportazione del nucleo dell'RNA. Vpu ha la funzione di facilitare il trasporto del prodotto del gene ENV verso la membrana cellulare. Nef regola la capacità infettante del virus. Vif condiziona la capacità del virus di dar luogo ad un ciclo completo di replicazione con la produzione di una progenie virale infettante. Vpr favorisce il trasporto intranucleare del complesso nucleoproteico (genoma provirale e proteine associate) virale che provvederà alla successiva integrazione del provirus nel genoma cellulare. REPLICAZIONE: Il principale recettore per HIV è la molecola CD4 che è presente sulla superficie dei linfociti T-helper e su una grossa percentuale di monociti presenti nel sangue, isi inserisce nella membrana cellulare provocando la fusione con l'envelope virale e consentendo la penetrazione. A questo punto inizia la retrotrascrizione del genoma virale nel DNA corrispondente (cDNA) ed il trasferimento del complesso formato dal cDNA virale, in forma circolarizzata, e da varie proteine virali e cellulari nel nucleo della cellulare, dove l'integrasi virale consente l'inserzione del cDNA nel DNA cromosomico della cellula ospite. Il DNA integrato (provirus) può rimanere silente (infezione latente) per periodi anche molto lunghi, prima di essere trascritto nei diversi RNA messaggeri e dare l'avvio ad un ciclo di replicazione virale (infezione produttiva). Successivamente avremo l'assemblaggio nel citoplasma, ma maturazione del virione e l'acquisizione dell'envelope mediante gemmazione attraverso la membrana cellulare, quindi la fuoriuscita. [[Questa è una proteina particolare formata da 2 unità complementari. La gp41]]

ha altre 2 porzioni, una che continua nella membrana pericapsidica, l'altra parte che dal punto di vista conformazionale è fatta come un uncino, aggancia la membrana cellulare e accade che, essendo queste 2 parti complementari, scivolano l'una sull'altra (ricordiamo che anche la proteina actina e miosina scivolano secondo lo stesso meccanismo) e si incastrano. Incastrandosi, la distanza tra le due membrane diminuisce e una volta che queste con vicine, accade l'effetto in cui le membrane si fondono (come nelle bolle di sapone), si apre così un varco e il capside viene a essere riversato nel citoplasma cellulare.

TROPISMO CELLULARE: questo virus non infetta cellule che non hanno CD4 o CCR4 e quindi si può dire, semplificando, che esistono dei ceppi virali che infettano macrofagi, dei ceppi virali che infettano i linfociti e dei ceppi che possono saltare dall'uno all'altro (TROPISMO DOPPIO).

Il virus inizia a replicarsi però

soprattutto all'inizio è tenuto "a bada" dal sistema immunitario, che però è proprio il bersaglio del virus, che attacca i linfociti helper e i monociti macrofagi e ha un effetto citotossico e li uccide. Andando avanti c'è la disseminazione del virus in tutti i comparti (i linfociti stanno nel sangue, quindi vi circolano cellule infette) e alla fine vedremo che il virus può essere sequestrato in alcuni distretti. Dopo l'infezione, i linfociti CAR (antigeni recettoriali "chimici") diminuiscono drasticamente e inizia ad aumentare l'RNA nel sangue; però dopo un po' si instaura un equilibrio; il virus viene tenuto sotto controllo dal sistema immunitario (in seguito a produzione di anticorpi/attivazione del sistema immunitario) e i linfociti CD4 galleggiano. A un certo punto, dopo mesi o anni, vincerà il virus; il sistema immunitario è esausto e il virus prende il sopravvento. Teniamo

È presente che, in un organismo infettato c'è un enorme quantità di particelle virali, più di 10⁹, circa un centinaio di particelle virali sono prodotte da una singola cellula ma monociti/macrociti possono produrre anche il doppio. Ci sono miliardi di cicli replicativi al giorno; la trascrittasi inversa ha una facilità d'errore enorme, quindi mettendo insieme questi dati possiamo rendere conto che abbiamo ogni giorno, in un singolo paziente infettato, una quantità di mutazioni virali enorme.

Terapia: serie di farmaci antivirali specifici, costituiti da una serie di inibitori della trascrittasi inversa, della proteasi e "della fusione".

Le ricerche per un vaccino continuano ma la complessa biologia del virus e la mancata capacità del sistema immunitario ad eradicare l'infezione rende difficile un efficace risultato.

Inibizione trascrizione/replicazione: analoghi nucleosidici hanno come bersaglio le polimerasi virali.

dalle quali vengono usate per l'incorporazione nel DNA/RNA, portando al blocco dell'allungamento della catena nascente. La selettività è dovuta al fatto che le DNApol virali sono meno specifiche di quelle cellulari rispetto al riconoscimento dei nucleotidi.

- inibitori non nucleosidici che, senza sostituire il substrato, inibiscono direttamente la polimerasi.

TRASMISSIONE:

Trasmissione orizzontale: Il virus si trasmette attraverso rapporti sessuali non protetti (soprattutto se accompagnati da microtraumi come è frequente tra gli omosessuali di sesso maschile) e l'uso promiscuo di siringhe (tossicodipendenti); il virus è quindi contenuto nello sperma e nelle secrezioni vaginali, nel sangue.

Trasmissione verticale: una madre infetta può infettare, al momento del parto, il bambino. La trasmissione può avvenire anche con il latte materno: il bimbo che è nato da una mamma che è sieropositiva per l'HIV non deve essere

allattato al seno perché nel latte materno normalmente è presente il virus e può essere trasmesso. La trasmissione verticale si può evitare con un ciclo brevissimo: alle volte bastano 1/2 pasticche di antiretrovirale poco prima del parto. Certamente il bambino nascerà sieropositivo perché nel suo sangue avrà gli anticorpi della mamma, ma dopo circa 6 mesi quando gli anticorpi saranno degradati, essendo non infetto, non avrà prodotto i suoi. SINTOMI: L'infezione primaria comprende il periodo di tempo che va dal momento dell'infezione allo sviluppo della reazione anticorporale; dopo un periodo di 3-6 settimane, si manifesta "sindrome retrovirale acuta" clinicamente la cosiddetta con diversi sintomi simili a quelli della mononucleosi, quali febbre, linfoadenopatie, stanchezza, malessere generale, che si esaurisce spontaneamente in un periodo di tempo di circa 14 giorni. Al termine dell'infezione acuta, il soggetto.entra nella fase di "latenza clinica" durante la quale non presenta segni patologici sirilievo attribuibili all'infezione da HIV. La fase di latenza clinica può durare molti anni, anche inassenza di specifici trattamenti terapeutici. L'HIV causa soprattutto infezioni opportunistiche, la candidasi a livello polmonare, linfomi,sarcomi di Kaposi. Dall'infezione al decesso normalmente possono passare 2-3 anni. Oggi, con laricerca in campo farmacologico, l'aspettativa di vita dalla diagnosi è di oltre 30 anni.[[Non stiamo parlando di livelli di sieropositività elevatissimi come per gli herpesvirus (percitomegalovirus arrivano sieropositivi l'80-90% della popolazione) ma comunque stiamo parlandodi un problema a livello mondiale. Dall'inizio dell'epidemia ad oggi sono morte circa 25 milioni di persone; la maggior parte di questisono, come molto spesso accade in questi casi, nei paesi più poveri e con

più problemi dal punto di vista socio-economico e di salute pubblica, quindi l’Af