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Virologia medica

La dispensa tratta una descrizione generale sulla struttura sei virus, modelli replicativi (classi di Baltimore), step nella replicazione e patogenesi. Successivamente vengono trattate le famiglie di virus: Picornaviride, Flaviviridae, Togaviridae, Coronaviridae (RNA single strand positivi). Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Rhabdoviridae, Filoviridae (ebola), Arenaviridae e Bunyaviridae per gli RNA... Vedi di più

Esame di Microbiologia e virologia medica docente Prof. S. Delbue

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Sistema immunitario: forte determinante dell’ospite.

o

Fattori dell’agente (virus): non tutti i virus hanno la stessa azione sull’organismo:

 Livello di infettività del virus: capacità del virus di entrare nell’ospite e replicarsi all’interno

o della cellula.

Livello di patogenicità del virus: capacità di sviluppare una patologia, non è detto che un

o virus che ha alta infettività porti una patologia.

Livello di virulenza: indicatore della severità della malattia (es virus del raffreddore ha bassa

o virulenza, quello della rabbia ha altissima virulenza).

Tossigenicità

o Resistenza

o Antigenicità

o

Fattori ambientali: dove viviamo, fattori economici e sociali, igiene, clima e fattori geografici.

Storia naturale di una malattia (immagine slide 51)

Periodo di incubazione: periodo che intercorre tra l’ingresso del virus e lo sviluppo della malattia. È un

periodo molto specifico che dipende dal virus e basta.

Indici epidemiologici

L’infezione a carattere endemico si verifica alla frequenza aspettata, mentre una malattia epidemica si

verifica a frequenza di gran lunga maggiore di quello che ci si aspetta. HIV è pandemica ovvero si hanno alti

numeri di malati (maggiore dell’aspettativa) a carattere internazionale, in tutto il mondo. Per quanto riguarda

l’endemia o l’epidemia va definito il periodo dell’anno e soprattutto la regione geografica (es influenza a

Milano è epidemica a dicembre-gennaio).

L’incidenza La prevalenza

della malattia è data dal numero di nuovi casi in una popolazione in un anno.

sono il numero di casi all’interno della popolazione in un determinato momento.

VIRUS A RNA SINGLE STRAND POSITIVI

Famiglia di virus picornaviridae

Comprende 200 e più specie di virus tra cui virus in grado di infettare l’uomo e alcuni che infettano gli

animali. Da pico (molto piccolo) si evince che sono virus molto piccoli e che sono a RNA. all’interno di questa

famiglia si hanno diversi generi tra cui:

Enterovirus che comprende la specie poliovirus (virus della poliomielite)

 Rhinovirus che comprende tutte le specie rhinovirus (virus del raffreddore)

 Hepatovirus che comprende il virus dell’epatite A

Morfologia: i PICORNAVIRUS non hanno l’envelope e il diametro del capside è di 25-35 nm e la simmetria

capsidica è icosaedrica: l’icosaedro conferisce una resistenza altissima (resistenza al congelamento e a

disinfettanti o detergenti lipidici). Trasmissione per via fecale/orale. Genoma da 7500 bp monopartite: non si

hanno tante sequenze codificanti, solo una è codificante. È un virus nudo, ci si aspetta che la parte più

esterna sia costituita dal capside icosaedrico. Il capside è costituito da 60 capsomeri che a sua volta sono

costituiti da 4 proteine diverse che si ripetono. Il capsomero è costituito da VP1 (viral protein), VP2, VP3,

VP4. La proteina VP4 è l’unica ad essere presente sulla superficie interna del capside, tutte le altre stanno

all’esterno. All’estremità 5’ e 3’ il genoma presenta delle regioni regolatorie, non tradotte. La regione

all’estremità 5’ è caratterizzata dalla presenza di una sequenza importantissima per la replicazione del virus:

IRES (internal ribosome entry site) che assume nello spazio una conformazione secondaria particolare a

forma di quadrifoglio, chiamata stem and loop. All’estremità 5’ c’è una proteina legata covalentemente al

genoma chiamata VPG (viral protein genome) che serve per l’ingresso del genoma nel citoplasma.

All’estremità 3’ si ha una coda di poliadenilazione, quindi questo genoma è un mRNA che può essere

immediatamente tradotto una volta che il virus entra nella cellula. Il genoma codifica per un’unica

poliproteina (2100-2400 aa). I recettori virali sono presenti a livello del capside. Un recettore è costituito dalle

proteine VP1, VP2, VP3 che si dispongono a formare una sorta di infossamento, un canyon. I recettori

appartengono alla famiglia delle molecole simili alle immunoglobuline e sono diversi dai virus dal quale sono

riconosciuti. Il rhinovirus riconosce un recettore chiamato ICAM-1, mentre il poliovirus riconsoce CD155. Il

CD155 è presente sulle cellule dell’intestino e sui motoneuroni quindi ha due tropismi, mentre ICAM-1 è

presente nelle cellule respiratorie. Il canyon presente nel capside va a riconoscere molecole con forma simili

alle immunoglobuline, ma nel torrente circolatorio ci sono tante immunoglobuline libere. Tantissimi virus sono

immediatamente neutralizzati dal legame con le immunoglobuline libere nel torrente circolatorio. Perché

l’infezione sia efficace servono tantissimi virus in modo che non vengano neutralizzati da questo legame

aspecifico.

Meccanismo dell’infezione: Il picornavirus entra nel citoplasma per endocitosi mediata da recettore (virus

nudo): la proteina VP1 si apre, lascia un canale attraverso il quale entra il genoma del virus. il virus

riconosce i recettori, si forma la vescicola endocitotica: questi legami (tra cui il legame recettore-recettore)

fanno in modo che venga modificata la struttura, la proteina VP1 cambia la conformazione e libera il canale

per il passaggio del genoma. La proteina VPG aiuta il passaggio fisicamente poiché è legata all’estremità 5’

del genoma e pesa di più del genoma. Il genoma va a legare direttamente i ribosomi del citoplasma, inizia a

tradurre una poliproteina. Nel giro di 6-10 ore la cellula produce particelle virale, avviene lo shutoff proteico:

l’RNA del virus blocca la produzione di tutte le proteine cellulari e promuove solo la produzione delle proprie

proteine. Questo perché ha la sequenza IRES che, grazie a un meccanismo di mimetismo molecolare, si

inserisce nei ribosomi perché ha struttura simile al cap. Tra le prime proteine prodotte dall’RNA virale ci sono

le proteasi che distruggono i cap cellulari (il complesso proteico legato al cap, quello di inizio traduzione),

incrementando la produzione delle particelle virali. Questo meccanismo si chiama TRADUZIONE IRES-

DIPENDENTE. La prima traduzione porta alla formazione di una grande poliproteina che ha un dominio

autocatalitico che crea una proteasi che poi taglierà la poliproteina (insieme ad altre proteasi). I prodotti

maturi della traduzione sono le proteine capsidiche (tutte e 4), la VPG, RNA polimerasi rna-dipendente che

agisce creando la progenie virale. Alla fine i virus escono per lisi cellulare.

Patologia: all’interno del genere enterovirus si trovano i poliovirus, i coxsackie virus e più di 70 enterovirus.

Per quanto riguarda le infezioni da enterovirus, solo il 5% è sintomatico, si hanno dei picchi in primavera e la

loro trasmissione è generalmente fecale-orale. Questi virus sono eliminati attraverso le feci.

Poliovirus: si conoscono tre sierotipi (significa che questi tre virus inducono tre diverse risposte immunitarie).

I tre poliovirus sono gli agenti eziologici della poliomielite. Trasmissione fecale/orale. Poliomielite significa

infiammazione della sostanza grigia del midollo spinale. Il tempo di incubazione può essere i 1-2 settimane.

Nel 95% dei casi è un’infezione asintomatica, nel 4% si ha una malattia minore (sintomatologia lieve:

cefalea, nausea, diarrea), nell’1% dei casi si ha la poliomielite quindi paralisi flaccida (perdita di tono

muscolare a livello degli arti), nello 0,1% dei casi si ha la morte per insufficienza respiratoria. Il virus entra nel

tratto alimentare e si muove fino a livello della mucosa intestinale dove c’è il recettore CD155. Si ha risposta

immunitaria, il virus viene eliminato (clearance del virus) e non si ha sintomatologia o una sintomatologia

lieve. Nell’1% dei casi il virus gira in cerca di altri recettori: i motoneuroni (sostanza grigia del midollo). Si

creano dei veri e propri buchi a livello dei motoneuroni pertanto non si ha movimento. Normalmente avviene

a livello di un solo arto perché è difficile che vengano infettate entrambe le corna del midollo. Di norma è più

facile che siano colpiti gli arti inferiori. La poliomielite è stata radicata da noi in seguito allo sviluppo di due

vaccini (Salk e Sabin). Il vaccino di Sabin è ad assunzione orale ed è costituito dal virus stesso attenutato

(reso più debole), mentre quello di Salk è costituito dal virus inattivato e la somministrazione è mediante

iniezione intramuscolare. Oggi il vaccino di Sabin non viene più utilizzato per evitare i casi in cui il virus si

poteva attivare, anche se rarissime.

Coxsackievirus

Malattia dei piedi-mani-bocca dei bambini

Rhinovirus

Virus del raffreddore comune. Esistono più di 100 sierotipi. Colpiscono solo il primo tratto respiratorio, il virus

riconosce le cellule epiteliali della mucosa respiratoria (stanno a temperature basse) dove c’è il recettore

ICAM-1. Le cellule epiteliali ciliate vengono distrutte, quindi poiché non possono più filtrare l’aria, sostanze

irritanti possono causare la tosse.

Introduzione alla famiglia degli arbovirus

Arthropod-borne Viruses (arboviruses) questi

Virus trasmessi dal morso di artropodi. L’organizzazione mondiale della sanità da una definizione:

virus sono mantenuti in natura attraverso un doppio ciclo replicativo, uno che avviene all’interno

dell’artropode e uno che avviene nell’ospite vertebrato attraverso il morso di sangue (puntura). Nell’ospite

vertebrato non è patogenico, mentre lo può essere nell’artropode. Oggi gli arbovirus sono distribuiti

flaviviridae, togaviridae gunyaviridae.

all’interno della famiglia e I cicli di trasmissione possono essere di

due tipi diversi:

Ciclo urbano: il virus viene mantenuto in natura dall’alternanza della replicazione nell’artropode e

- nel vertebrato. Il virus nell’artropode si replica nelle ghiandole salivare, quando punge un organismo

rilascia la saliva e preleva il sangue del vertebrato. Da un punto di vista virologico, il virus viene

lasciato nel sangue del vertebrato. A questo punto, quando un altro virus fa il suo pasto di sangue,

rilascia la saliva e preleva il sangue, che questa volta è contaminato.

Ciclo selvatico: il virus viene mantenuto in natura da un ciclo artropode-animale ovvero alterna la

- sua replicazione nelle due specie. Occasionalmente anziché fare il suo pasto di sangue nell’animale,

lo fa nell’uomo, quindi l’uomo rappresenta un ospite occasionale che non replica il virus in grandi

quantità, quindi il virus è talmente diluito nel sangue dell’uomo. Motivo per cui diventa molto raro che

il virus possa ritornare dall’uomo all’artropode.

Gli artropodi principali sono le zanzare, le zecche, i moscerini della sabbia.

Zoonosi: malattie degli animali che possono essere trasmessa ed espresse anche nell’uomo.

Famiglia di virus flaviviridae

Tutti i flavivirus hanno un capside icosaedrico all’interno della quale si trova un genoma single strand a rna

positivo, non frammentato di circa 10000 pb. Hanno l’envelope. Al 5’ c’è la sequenza IRES, la traduzione è

IRES-dipendente (uguale ai picornavirus). Hanno l’envelope. Si divide in tre generi di cui solo due

interessano l’uomo:

Flavivirus (artropodi):

 Virus da morso di zecca che provoca le encefaliti

o Virus delle encefaliti giapponesi (tra cui il virus di Zika): comprende tanti tipi di virus tra cui:

o Virus West Nile: ciclo selvatico. Il virus è mantenuto in natura da zanzara e dagli

 uccelli. Qualche volta la zanzara può pungere un uomo o un cavallo che

rappresentano ospiti occasionali, senza causare malattia. È stato isolato nel 1937 in

Uganda, ma fino al 1999 rimaneva confinato in Africa. Nel 1999 arriva negli Stati

Uniti, a New York, viene isolato il virus. Causa una sintomatologia che riflette la

piramide: l’80% che è infetto non sviluppa patologie, nel 20% sviluppa una

sintomatologia lieve chiamata febbre di west nile, nell’1% dei casi si ha la meningo-

encefalita e nello 0,1% dei casi si ha la morte. La febbre di WN è una febbre

accompagnata anche da rash cutaneo, mal di testa, ma limita la sua replicazione

solo alle cellule del sistema periferico. Quando si sposta al SNC può causare la

meningo-encefalite. Il tempo di incubazione è di 2-14 giorni, se è solo febbre dura

circa 1 settimana. È presente anche in Italia soprattutto in Trentino, Emilia, Friuli e

Sardegna.

Zika virus: Nel 2016 diventa famoso il virus Zika, molto simile al West Nile. Il ciclo

 può essere sia selvatico (zanzara-scimmia), sia urbano (zanzara-uomo). È un virus

con viremia molto sostenuta. A differenza del WN sono già state riportate modalità

diverse di trasmissione: può trasmettersi anche per via verticale (la madre infetta lo

trasmette tramite placenta) e può trasmettersi per via sessuale. È stato isolato per la

prima volta negli anni 40 in Africa, arriva ai paesi sviluppati 2013-14 e diventa

famoso in corrispondenza delle olimpiadi del Brasile del 2016. L’infezione

solitamente da sintomatologia breve, il problema sta nella trasmissione fetale che

sembra causi una malformazione cranica del feto chiamata microcefalia e aborti.

Dengue virus: esistono 4 sierotipi diversi di Dengue. L’infezione primaria da virus di D. è

o nella maggior parte dei casi completamente benigna, occasionalmente associata a sintomi

influenzali. Una seconda infezione con un diverso sierotipo causa una febbre emorragica

che ha un tasso di mortalità del 15%. La mortalità è legata a un meccanismo immuno-

patogenetico (combinazione tra azione del virus e meccanismo iperimmunitario): all’interno

dell’ospite sono presenti, nel caso della seconda infezione, gli anticorpi del secondo

sierotipo, ma anche quelli del primo. Si creano dei veri e propri immunocomplessi che si

vanno a depositare a livello delle cellule endoteliali e vanno a distruggere l’endotelio.

Dengue vuol dire febbre con emorragia che significa che coinvolge tanti organi interni del

nostro corpo. Questo poiché le cellule che si distruggono sono quelle endoteliali, tra cui

quelle che rivestono le pareti dei vasi causando dissanguamenti. Compare a Philadelphia

negli stessi anni del virus della febbre gialla. Dengue ha un ciclo urbano. Esistono dei

vaccini che sono in trial, ad oggi l’unica forma di protezione è la disinfezione.

Virus della febbre gialla: la febbre gialla è una patologia che provoca innalzamento della

o temperatura. I soggetti contaminati diventano giallognoli sia sulla pelle sia negli occhi. La

zanzara che trasmette questo virus si trova solo nelle regioni tropicali. C’è un vaccino per

Aedes aegypti

questo virus. Viene trasmesso attraverso il morso della zanzara e la

trasmissione è attraverso ciclo urbano. I sintomi sono distribuiti nel tempo attraverso due

fasi: la prima riguarda febbre alta, tremori, nausea, mal di testa e ingiallimento della pelle e

occhi per elevata bilirubina nel sangue. Al termine della prima fase che è acuta si ha la

remissione della malattia che, nel 95% porta alla clearance del virus (scomparsa della

malattia). Nel 5% dei casi, a seguito di questa remissione, il virus si diffonde a livello

sistemico e inizia ad attaccare i vari organi interni portando al coma, shock e morte.

Hepacivirus (epatite C)

 Pestivirus (solo animali)

.

Famiglia togaviridae

Hanno l’envelope. Hanno capside a simmetria icosaedrica. Genoma a ss rna positivo non segmentato di

circa 12000 bp. Ha una coda di poliA e un cap al 5’ quindi non ha l’IRES. La replicazione avviene

interamente a livello del citoplasma. Fanno parte della quarta classe di Baltimore, ma hanno una piccola

particolarità: non si traduce una grande poliproteina, ma inizialmente si traduce una piccola parte della

proteina che corrisponde alle proteine non strutturali. In particolare, durante questo processo di traduzione

iniziale viene prodotta la RNA polimerasi RNA-dipendente che serve a creare l’intermedio replicativo.

Dall’intermedio replicativo si trascrive l’RNA genomico a filamento positivo. Da questo intermedio replicativo

negativo viene trascritto un piccolo RNA sub-genomico che corrisponde all’estremità 3’ (parte non tradotta in

prima traduzione). Dall’intermedio replicativo negativo si producono le particelle virali positive.

Comprende due generi:

Alphavirus: virus trasmessi da artropodi (arbovirus). Sono diffusi attraverso il morso di un vettore e

 si diffondono in tutto l’organismo. A seconda dell’organo bersaglio causano una patologia differente.

A questa categoria ne appartengono una centinaia. Quelli che riguardano l’uomo non sono

Chikungunya virus.

tardissimo, c’è il Hanno tendenzialmente tutti un ciclo selvatico. Chikungunya

significa “colui che si ripiega su sé stesso”, questo perché la sintomatologia tipica è l’infiammazione

alle giunture (gomiti, ginocchia) talmente dolorosa che, colui che è affetto, ha la tendenza a rimanere

piegato. Questa patologia non è fatale, ma è altamente debilitante. Anche in questo caso la zanzara

Aepes aegypti.

che lo diffonde è la Raggiunge l’Europa nel 2007, prima era stanziale in Africa. Il

ciclo comprende uccelli, vertebrati e zanzare e, solo occasionalmente, l’uomo. Nell’estate del 2007

c’è una prima epidemia a Ravenna. In Europa il vettore preferito da questo virus è l’Aedes

albopictus (zanzara tigre). In questo caso si ha un salto di specie, quindi il virus anziché replicarsi in

una zanzara, lo fa in un’altra. Sembra che arrivi dall’India il virus CHIK da un uomo, mentre la

zanzara tigre arriva in Italia con un carico di pneumatici.

Rubivirus: virus della rosolia. Rubella virus (virus della rosolia), a livello di replicazione ha le

 caratteristiche del togavirus. Ha effetto congenito: nel caso in cui la madre è affetta, ha effetto sul

figlio. Il virus esiste in un unico sierotipo quindi è stato molto facile fare un vaccino, non cambia mai,

non induce mutazioni. Come effetto si ha rash cutaneo, dolore alle ossa, alle giunture. Il virus entra

per via aerea, si diffonde facilmente a livello dei linfonodi (si ha una prima linfo-adenopatia),

dopodichè si diffonde alla cute (rash cutaneo). La rosolia non distrugge le cellule, ma attacca il

sistema di replicazione delle cellule e rallenta la replicazione cellulare. Quello che si vede come rash

cutaneo è la risposta infiammatoria, ma non è il virus (il virus non è presente nelle macchie come

quello della varicella). Il feto ha tutte le cellule in fase S, se entra il virus, rallenta la crescita di tutti i

tessuti. Il problema grave riguarda il passaggio congenito, la trasmissione verticale. Tanto prima

viene acquisita la trasmissione della rosolia da parte del feto, tanto più grave è la sintomatologia che

può portare anche ad un aborto. Il bambino se nasce può portare a difetti alla vista, all’udito e al

cuore (problemi congeniti).

EPATITI VIRALI

Infiammazione del fegato che può essere data da molti fattori. La conseguenza dei danni al fegato è

evidente da AST e ALT (transaminasi). Le transaminasi sono l’indice di sofferenza del fegato, sono enzimi

che stanno all’interno degli epatociti, più epatociti vengono lisati, più è alto il valore di infiammazione. Le

epatiti causano infiammazioni e poi necrosi. L’infiammazione è dovuta a moltissime cause, ad ogni modo si

ha un afflusso al fegato di un’elevata quantità di cellule infiammatorie (leucociti) richiamate da un agente

nocivo, causano ingrossamento al fegato.

Diversi tipi di epatiti:

Epatite acuta: guarisce in meno di 6 mesi

 Epatite cronica (EC):

 EC persistente: il fegato sopporta l’infezione, il danno epatico non è progressivo

o EC aggressiva: il danno è progressivo

o

Le EC possono portare a

Cirrosi: sostituzione delle cellule con fibrine, si ha fibrosi, aumentano le aree non funzionali. È il

 grado più severo di compromissione del fegato: si ha la cicatrizzazione in ampie zone (fibrosi). È un

processo irreversibile e può essere causa di morte sia per la progressiva perdita delle funzionalità

del fegato sia in quanto favorisce l’insorgenza di un epatocarcinoma.

Tumore al fegato (epatocarcinoma

Le epatiti hanno tutte quante una sintomatologia comune, ma possono essere molto marcate o meno

marcate. I sintomi sono: debolezza, mal di testa, febbre, crampi addominali, inappetenza, diarrea, urine

scure, diarrea, ittero (sclere gialle e pelle gialla).

I virus delle epatiti:

A: (HAV) epatite epidemica. Il periodo di incubazione è di 15-45 giorni, non esiste la condizione

 cronica per questa epatite, c’è solo un inizio acuto, ma poi la persona diventa immune. È nella

famiglia dei picornavirus, quindi si trasmette per via fecale/orale. L’eliminazione con le feci non

rappresenta un grave rischio se ci sono buone condizioni di igiene. I casi di epatite A sono casi che

si osservano a settembre/ottobre. Oggi ci si ammala per contaminazione alimentare, soprattutto

ostriche, cozze (molluschi) che filtrano l’acqua per nutrirsi. L’infezione conferisce immunità

permanente. Esiste un solo sierotipo, quindi una volta fatti anticorpi contro questo virus, si diventa

immuni. Il virus entra attraverso la bocca, si moltiplica nelle cellule intestinali, c’è una viremia (il virus

entra nel circolo sanguigno) e arriva al fegato. La trasmissione avviene per contatto personale, cibo,

acqua, saliva, rarissimamente avviene attraverso il sangue. Per la diagnosi si procede alla ricerca

degli anticorpi, si ricercano gli anticorpi della classe IgG e IgM, se si trovano le M significa che

l’infezione è avvenuta recentemente, se si trovano solo le G significa che il soggetto è immune.

B: (HBV) epatite sierica. Fa parte della famiglia Hepadnaviridae. Non si integra nel genoma, rimane

 in condizione episomale (nel 99% dei casi). È un piccolo virus a genoma a DNA circolare a doppia

elica incompleta. L’elica completa è un DNA di polarità negativa (il trascritto è rna positivo), mentre

quella incompleta è DNA di polarità positiva. È un virus che infetta ad altissimi livelli ematici (10 -

2

10 ). Il genoma è lunga solo 3200 bp. Ci sono zone del DNA sovrapposte nella codifica. Il gene C

10

codifica per il capside (ma anche per l’antigene E), il gene P codifica per la polimerasi, il gene S per

la l’antigene di superficie. C’è un quarto gene che si chiama X, ma ancora non sono note le funzioni.

Si trasmette per via parenterale, sessuale e materno/fetale. L’infezione è limitata ai primati e

all’uomo. Il virus durante la replicazione produce un eccesso dell’antigene di superficie che si

chiama HBsAg (Ag sta per antigene, s per surface e HB epatite B). Questo eccesso è utile per la

diagnostica di laboratorio. Un altro antigene è HBcAg dove c sta per capside. C’è un altro antigene

solubile prodotto solo durante le fasi attive di replicazione virale e non sta all’interno della particella

virale, HBeAg. Il virus produce questa proteina “E” che serve per accelerare la replicazione. La

polimerasi di questo virus è una trascrittasi inversa. Il virus entra nella cellula, si libera del capside, il

dna va nel nucleo e quello che accade è che si completa la doppia elica (il dna si stabilizza). A

questo punto si ha una trascrizione con l’aiuto delle polimerasi cellulari, leggono l’elica negativa di

dna e fanno gli mRNA. Il virus in realtà trascrive un rna lungo quanto tutto il dna. Questo rna (di

polarità positiva) trascritto viene chiamato genomico perché va nel citoplasma e si infila nei capsidi

preassemblati che sono aperti. Insieme a questo rna positivo, nel capside, entra la polimerasi che è

una trascrittasi inversa: legge rna positivo e sintetizza l’elica completa di dna negativo. Intanto la

polimerasi legge il dna negativo e sintetizza dna positivo, ma non lo completa perché il capside si

chiude. La trasmissione avviene per via parenterale, i lavoratori nella sanità sono quelli più a rischio.

La trasmissione può essere anche congenita; una mamma HBV positiva è molto più predisposta a

trasmetterlo al figlio nel momento del parto. Quando una persona si infetta di HBV può succedere

che diventi cronicamente infetta (3-5%), il 95% dei neonati diventa cronicamente infetto. Da

un’infezione cronica si può avere un’epatite cronica e sviluppare cirrosi, insufficienza epatica, morte

(20-23 %). Un’altra possibilità è che il soggetto sviluppi un epatocarcinoma dalla cirrosi (6-15%) che

conducono in entrambi i casi a trapianto di fegato. Il virus nel 3-5% dei soggetti non riesce a

eliminare il virus perché si ha un’infezione latente o permanente cronica. Questo virus non produce

varianti, per variante si intende che produce antigeni di superficie differenti (es HIV) che sfuggono al

sistema immunitario. Il virus HB non produce varianti perché il gene dell’antigene S è

completamente sovrapposto al gene della polimerasi. Grazie alla presenza dell’eccesso di HBsAg,

per fare diagnosi non serve fare PCR, basta solo osservare se è presente nel sangue. La persona

che ha gli HBsAb non ha gli HBsAg, perché non viaggiano mai insieme. La presenza di Ab rende

non più suscettibili al virus, la presenza di Ab è indicatore della guarigione. Si ricercano inoltre le

anti-HBc-IgM perché sono marcatori di infezioni acute, mentre si cercano anti-HBc-IgG che sono

indice di infezioni croniche. Anti-Hbe è presente nei portatori sani. Un soggetto che ha infezione

cronica non sviluppa HBsAb, ma ha sempre alti i livelli di HBsAg nel sangue. Quando il sistema

immunitario non è completamente a posto, rischia di diventare cronico. Si cronicizza perché il

sistema immunitario riconosce come self l’HBsAg. Il vaccino è solo contro questo antigene, quindi

c’è una possibilità del 3-5% di contrarre la malattia anche vaccinati. Se un soggetto vaccinato

sviluppa zero anticorpi di dice in termine medico no-response.

C: (HCV) appartiene alla famiglia dei flavivirus. All’estremità 5’ ci sono i geni strutturali tra cui uno

 che fa il capside e due che fanno l’envelope (ci sono due proteine di superficie). HVR 1 e HVR2

sono regioni molto frequenti a mutazioni e quindi fanno in modo di sfuggire al sistema immunitario.

La replicazione è come quella di tutti i flavivirus. Il ciclo replicativo dell’HCV è legato al metabolismo

del trasporto lipidico e usa le lipoproteine di trasporto come le ldl per entrare nelle cellule. È un virus

costituito da envelope ricco in glicoproteine, ha un diametro di 55-65 nm e l’RNA è composto da

9400 nucleotidi (circa 3011 codoni). È un virus a RNA, la polimerasi non ha proofreading, sono

frequentissime le mutazioni che possono accadere e che non vengono corrette (nuove variabili a

ogni ciclo replicativo). Inoltre non è un solo virus, ma un gruppo di virus, si hanno 6 genotipi diversi,

diversi sottotipi e diverse quasispecie. Anche questo virus è quasi sempre asintomatico, questo virus

non produce in eccesso antigeni, ma si trovano gli anticorpi che durano per tutta la vita

(transaminasi). È un’infezione subdola perché il paziente può sviluppare la cirrosi anche senza

accorgersi della malattia. L’infezione acuta (1% va incontro a epatite fulminante e muore come per la

B) può essere sintomatica o non sintomatica. L’85% dei pazienti infettati diventa cronicamente infetti.

Nei soggetti che eliminano il virus e non diventano cronici, si trovano gli anticorpi. Si dice immune

escape questa capacità di mutare e continuare a sfuggire al sistema immunitario. Per la diagnosi si

esegue un test anticorpale (test EIA), se risulta positivo se ne esegue un altro come controllo (test

RIBA). Se anche questo test anticorpale è positivo si fa PCR HCV-RNA.

D: (Delta) epatite sierica. Non è un vero virus perché ha una singola elica di rna circolare positivo. È

 composto da un rna e da una proteina associata all’rna. il virus può infettare le cellule solo se ha

l’envelope sulla superficie. Ci sono due modalità di infettarsi: coinfezione (accadeva nei

tossicodipendenti che si passavano le siringhe), passaggio da un soggetto cronicamente infetto, c’è

basso rischio di infezione cronica. La seconda modalità è per superinfezione in cui il soggetto è già

infetto da epatite B (infezione cronica), anche se prende la D ha già gli anticorpi poiché HBsAb

riconosce lo stesso antigene prodotto dalla D. Quindi ricapitolando la coinfezione deriva da

un’infezione da un soggetto infettato da epatite B e D: il ricevente si infetta quindi con due virus e

avrà una patologia acuta grave ma un basso rischio di infezione cronica; nella superinfezione

abbiamo un soggetto con infezione cronica da epatite B che si infetta da un soggetto affetto da

entrambe i virus: l’infezione degenera in una patologia cronica perché è sempre presente il virus B

che fornisce l’envelope. L’agente delta consiste in 35 nm di diametro di particella in cui l’antigene

delta è circondato da un rivestimento esterno di HBsAg.

E: (HEV): assomiglia alla A, si trasmette per via orale/fecale (principalmente acqua contaminata). Fa

 parte della famiglia calcivirus, normalmente presente nei paesi sottosviluppati. La patogenesi

prevede l’ingresso attraverso la bocca, la moltiplicazione nelle cellule intestinali per poi entrare nel

flusso sanguigno e arrivare al fegato. Per la diagnosi si eseguono test immunoenzimatici al fine di

rilevare le immunoglobuline anti HEV.

G: è un virus a RNA positivo che appartiene alla famiglia flaviviridae. È stato scoperto molto

 recentemente, non da alcuna patologia.

Una serie di tanti altri virus possono portare alle epatiti tra cui: CMV, EBV, HSV, VZV, adenovirus, virus della

rosolia, virus della parotite, virus delle febbri emorragiche, enterovirus (cox ed echo).

Famiglia coronaviridae Appare tondo con

una superficie di spikes.

Sono virus che

possiedono

un’envelope sul

quale sono presenti

moltissime

glicoproteine. Hanno

un capside a simmetria

elicoidale con RNA

single strand positivo non

segmentato. Hanno

un diametro

abbastanza grande

e organizzazione

genomica con

raggruppate le

sequenze codificanti per le proteine strutturali e le proteine non strutturali. La lunghezza del genoma è di

circa 30000 bp. All’interno si trovano due generi:

Coronavirus: virus associati a patologie respiratorie. L’RNA si lega ai ribosomi, viene tradotta una

 singola proteina che è la polimerasi che crea l’intermedio replicativo negativo e successivamente

crea lo strand positivo (genoma). A partire dall’intermedio, la polimerasi crea anche tanti piccoli

mRNA ciascuno in corrispondenza di ogni sequenza codificante. SARS (severe acute respiratory

syndrome) viene associata a questi virus. Questo virus che causa la SARS è nuovo rispetto agli altri

coronavirus conosciuti, presenta un nuovo sierotipo, presenta un gruppo antigenico completamente

diverso. Questa SARS è una polmonite atipica, difficilmente diagnosticabile prima che appaiano i

sintomi severi, all’inizio è una semplice patologia respiratorie. All’inizio, la SARS era stata confusa

con semplici patologie da raffreddamento. Luglio 2003, la SARS causa circa 700 morti su 8000 casi

(quasi il 10%); la cosa atipica è che assomigliava ad una pandemia poiché questi casi erano

distribuiti su 29 paesi al mondo. Circa 1/7 – 1/8 erano da ricercarsi all’interno della popolazione che

lavora all’interno degli ospedali (operatori sanitari). Questi 8000 casi si sviluppano nel giro di

pochissimi mesi. Questa epidemia riportata l’11 febbraio 2003 dalla Cina, sembra in realtà essere

iniziata già nel novembre 2003 senza essere segnalata. Il 5 marzo viene riconosciuta come

patologia. La trasmissione aerea è la trasmissione più veloce ed efficace (SARS via aerea). Tra le

persone che muoiono di SARS c’è un medico di medicina senza frontiera curando un soggetto

ammalato di SARS. È un virus con infettività elevatissima. La SARS è una patologia che interessa

l’età adulta. Da un punto di vista clinico, la SARS, è una patologia trifasica: la prima fase dura una

settimana e comporta solo temperatura corporea alta. Durante questa prima fase il virus si replica

nel primo tratto respiratorio e inizia ad arrivare anche ai polmoni. Nella seconda fase (seconda

settimana) la febbre scompare, quello che sta succedendo è che il virus continua a replicarsi a livello

polmonare, richiama i mediatori dell’infiammazione e si ha risposta immunitaria iperattiva. Nella terza

settimana si ha una completa distruzione del tessuto polmonare, completo deficit polmonare e morte

dopo circa tre settimane. Il virus della SARS è un virus che fa un salto di specie, solitamente infetta

glia animali, ma, attraverso mutazioni, cambia specie-specificità e diventa un virus umano. Se un

virus infetta da sempre l’uomo, tendenzialmente non uccide l’uomo perché c’è già una base

immunitaria che lo può affrontare. Se un virus inizia ad infettare l’uomo, come la SARS, è come se

fosse completamente sconosciuto all’uomo, non c’è una base immunitaria, quindi non sono pronti e

questo provoca la morte (il nostro corpo non è programmato per affrontare un nuovo virus). Sono

stati identificati, come portatori di questo virus, i pipistrelli. Quello che succede è che il virus che

infettava i pipistrelli ha subito due mutazioni aminoacidiche ed è andato a infettare gli orsetti lavatori,

questo a sua volta ha subito altre due mutazioni ed è andato a infettare l’uomo. Questo succede in

una provincia remota della Cina perché si vive ancora in stato di promiscuità, di diretto contatto

uomo-animale e di scarse condizioni igieniche. Il problema della SARS viene arginato facilmente,

isolando i virus e rompendo la catena di contagio.

Torovirus: comprende virus che infettano animali e virus associati alle gastrointeriti.

VIRUS A RNA SINGLE STRAND NEGATIVI

Famiglia Orthomyxoviridae

Ha l’envelope, il capside elicoidale, genoma single strand rna negativo composto da 7/8 diversi segmenti a

seconda che stiamo considerando il virus dell’influenza A e B (8 segmenti) o virus dell’influenza C (7

segmenti). Il nome deriva dal greco dove ortho significa corretto e myxo significa muco. Questi virus

infettano le vie aeree, le cellule della mucosa delle prime vie aeree. All’interno di questa famiglia si trovano

virus che infettano l’uomo, ma anche uccelli e mammiferi. L’influenza non è un’infezione benigna (il

raffreddore da rinovirus è benigna): ha causato tante vittime quante le guerre nella storia dell’uomo. 20-30

mila persone muoiono di complicanza da influenza negli Stati Uniti. La trasmissione è di tipo aereo (starnuto,

muco, respiro), incubazione velocissima (18-72 ore). La durata dell’influenza è di una settimana. Le fasce

maggiormente a rischio sono quelle oltre i 65 anni, i bambini e i soggetti con malattie croniche.

Tre tipologie:

Virus dell’influenza A: causa la patologia più severa, causa le epidemie stagionali, ma anche delle

 pandemie questo perché è soggetto a tantissime mutazione molto rapide.

Virus dell’influenza B: è un intermedio quindi causa le epidemie stagionali, la sintomatologia è più

 lieve, è soggetto a mutazioni, ma non cosi significative come la A.

Virus dell’influenza C: è più stabile dal punto di vista genomico, quasi sempre asintomatico.

Da un punto di vista morfologico hanno l’envelope su cui sono presenti due importantissime glicoproteine

che si chiamano emoagglutinina (HA) e neuroaminidasi (NA), entrambe servono nelle prime fasi

dell’infezione. Poi si ha la proteina della matrice che ha solo una funzione strutturale e di impacchettamento

del virus (M1 protein). I capsidi sono elicoidali e circondano un pezzetto di genoma a cui è legata una

polimerasi. Ciascun segmento genomico codifica per un’unica proteina (massimo due).

NA (neuroaminidasi) è una glicoproteina di superficie che permette al virus di attraversare la mucosa

respiratoria, taglia (neutralizza) gli acidi sialici presenti nella mucina, facendo aprire un varco per il virus.

Quindi la NA permette al virus di avvicinarsi alle cellule epiteliali della mucosa che sono le sue cellule target.

Inoltre favorisce il rilascio per gemmazione del virus quando deve uscire. Esistono 9 diversi tipi di NA (ci

sono 9 segmenti codificanti), di queste 9 solo 4 si trovano nel virus infettante l’uomo. HA (emoagglutinina) è

il recettore virale che va a legare le cellule epiteliali respiratorie (riconosce recettore cellulare), le lega e

media la fusione dell’envelope con la membrana della cellula epiteliale. Ci sono 16 tipi di HA di cui solo 6

nell’uomo. Il virus umano riconsoce un recettore sulle cellule epiteliali, questo recettore ha un acido sialico

legato a un galattosio mediante un legame 2-6. Il virus dell’influenza aviaria (degli uccelli) riconosce lo stesso

recettore, ma il legame è di tipo 2-3. Nei polmoni umani c’è l’80% di recettori tipo 2-6 e 10% 2-3. Non replica

nel citoplasma anche se è a RNA, ma replica nel nucleo, quindi il virus si sveste e i segmenti genomici

vengono trasportati nel nucleo. Le polimerasi che il virus si porta dietro vanno a trascrivere gli RNA

messaggeri (i filamenti positivi) che servono per produrre le proteine. In contemporanea, la polimerasi crea

gli intermedi replicativi positivi per la trascrizione del genoma. I segmenti del virus dell’influenza non hanno

una zona di attacco per la polimerasi, la polimerasi non trova una zona in cui attaccarsi nel segmento

negativo per trascrivere il segmento positivo; il virus allora taglia i cap degli mRNA (con una propria

endonucleasi) e li porta vicino ai propri RNA messaggeri negativi in modo tale da formare una sorta di

doppio filamento così che si agganci la polimerasi per iniziare la trascrizione dell’mRNA positivo. Il virus

impacchetta il capside e i genomi e poi esce dalla cellula per gemmazione (budding). Il virione esce dalla

cellula a questo punto poiché l’emoagglutinina riconosce l’acido sialico sulla membrana della cellula.

Interviene a questo punto la NA che taglia in questi punti (farmaci dell’influenza bloccano l’azione della NA).

Tutti gli anni viene isolato il virus dell’influenza che sta circolando. Ciascun virus dell’influenza acquisisce un

nome che inizia con il suo tipo (A,B,C), dal luogo in cui è stato isolato, il numero di strain (numero

progressivo), l’anno in cui è stato isolato e il tipo di H e di N, ad esempio A/Hong Kong/97 (H5N5). È un virus

in grado di inserire una serie di mutazioni, infatti può andare incontro a due meccanismi diversi di mutazioni:

Antigenic-drift: si verifica tutte le volte che viene inserita una mutazione puntiforme nei segmenti

- codificanti NA e HA. È una mutazione che ha effetto sulla proteina. NA e HA sono le parti più

esterne, quelle riconosciute dagli anticorpi, diventa difficile con la mutazione il riconoscimento da

parte del sistema immunitario. L’antigenic-drift è responsabile delle epidemie stagionali, è il motivo

per cui noi non siamo coperti tutto l’anno dal virus dell’influenza.

Antigenic-shift: è alla base delle pandemie perchè è dovuto al riassortimento dei segmenti genomici.

- Il riassortimento può anche avvenire tra virus di diverse specie, che, se va ad infettare l’uomo,

l’uomo non lo riconosce più. I suini hanno il 50% di recettori 2-3 e 50% 2-6 quindi possono essere

facilmente infettati dal virus dell’uomo e da quello aviario. All’interno del suino avviene spesso il

riassortimento, il virus che ne esce, non viene riconosciuto dal sistema immunitario dell’uomo (è

come fosse un salto di specie), causando pandemie. L’antigenic-shift può avvenire anche per diretto

salto di specie senza riassortimento.

Il vaccino contro l’influenza si fa a ottobre/novembre ed è predittivo sulla base di algoritmi, calcoli che

prevedono quale sarà lo strain circolante l’anno successivo. All’interno del vaccino si trova il virus dell’anno

precedente, un tipo B e un altro tipo A. Il vaccino non copre al 100% perché ogni anno il virus muta. Il

vaccino è fatto con il virus inattivato.

Famiglia Paramyxoviridae

Rna ss negativo con envelope, genoma non segmentato. Replicano nel citoplasma e non hanno particolarità

a livello replicativo che vada oltre la loro classe di Baltimore (V). Sull’envelope presentano due proteine di

superficie: emoagglutinina (recettore) e la proteina F (proteine di fusione). Si divide in sottofamiglie:

Paramyxovirinae: virus respiratori, morbillo, virus della parotite (orecchioni). Si divide in:

 Virus parainfluenzali: causano problemi respiratori non così severi come l’influenza.

o Possono essere severi nei soggetti al di sotto di un anno causando le bronchioliti.

Morbillivirus (virus del morbillo): virus completamente umano, viene trasmesso per via

o respiratoria e attraverso materiale infettato. Ha un livello elevatissimo di contagiosità anche

nella fase prodromica, prima della comparsa del rash cutaneo. Il virus da un’immunità

permanente siccome è unico: una volta contratto si hanno gli anticorpi per tutta la vita. Il

virus entra attraverso il tratto respiratorio, inizia la sua replicazione e dopo 10 giorni

raggiunge il picco di replicazione a livello del tratto respiratorio, dei linfonodi e migra verso la

cute facendo comparire gli spot di Koplik (macchie bianche in bocca), dopo questa fase si

ha il rash cutaneo (manifestazione esantematica). Il virus non è presente nella cute. Il virus

del morbillo può dare tantissime complicazioni, la malattia è accompagnata a problemi al

tratto respiratorio, tosse, temperatura tanto alta e infiammazione della congiuntiva degli

occhi. Una complicazione prevede delle encefaliti e in casi rarissimi a morte.

Virus della parotite: esiste un unico virus della parotite, immunità permanente. Il virus si

o replica a livello delle ghiandole salivari e si distribuisce in tutto il corpo. Il problema anche in

questo caso riguarda le complicazioni.

Pneumovirinae: virus respiratori.

Famiglia Rhabdoviridae

Prende il nome dalla struttura esterna del virus che è a forma di proiettile. Famiglia RNA ss negativo. È un

virus con l’envelope, sull’envelope è presente una glicoproteina recettore (G proteina). Il capside è elicoidale

e associato al genoma si trova il complesso delle polimerasi (proteina P e proteina L rappresentano il

complesso delle polimerasi). Il genoma è single strand negativo, non ha particolarità. Replica completamente

a livello del citoplasma. La replicazione avviene in modo regolare secondo la propria classe di Baltimore.

virus della rabbia

All’interno di questa famiglia di trova il che causa la zoonosi: malattia degli animali che

può essere trasmessa anche agli uomini in qualche momento (si parla di 1-3 casi negli Stati Uniti). Negli

animali la rabbia presenta la decima malattia virale più importanti che causa più morti. A seconda dell’area

geografica, questo virus infetta prevalentemente specie diverse.

La patogenesi di questo virus è estremamente interessante perché si diffonde attraverso la via nervosa. Un

animale infettato replica prevalentemente il virus a livello del SNC e delle ghiandole salivari, quindi si trova in

grandi quantità a livello della saliva. L’animale infetto ha altissima aggressività, quindi tende a mordere:

attraverso il morso, l’animale inocula direttamente il virus nell’ospite. La prima parte del nostro organismo

che il virus incontra è quella dei muscoli, quindi il virus ha una prima bassa replicazione a livello muscolare. I

muscoli, però, sono estremamente innervati, quindi i virioni entrano nel SNP, attraverso in un’ascesa passiva

(viene trasportato passivamente, saltando da un assone all’altro, vengono trascinati), ripercorrono gli assoni

fino a raggiungere il ganglio della cellula nervosa nella quale si replica. Quest’ascesa dei virioni prosegue

fino a che il virus incontra il SNC dove incontra le cellule neuronali dove inizia a replicarsi in modo massivo

(cervelletto, midollo spinale, cervello). Dal cervello, il virus che si sta replicando in modo estremamente

attivo, ridiscende verso le ghiandole salivali.

Il tempo di incubazione di questo virus dipende dal sito di inoculazione: se è a livello dei piedi/polpaccio

(morso al piede), il virus ci può mettere anche un anno a raggiungere il SNC, se viene inoculato ad esempio

nella spalla, il tempo sarà minore.

Sintomatologia: durante la fase di incubazione non c’è alcun sintomo, quando il virus raggiunge il SNC si ha

la fase prodromica (di 2-10 gg) che causa febbre, nausea. A seguire si ha la fase neurologica (2-7 gg) in cui

il virus è presente in grandi quantità a livello del SNC; i sintomi sono perdita di coordinazione, paralisi,

confusione, delirio e idrofobia (è caratteristica del fatto che il virus è presente in grandissime quantità a livello

delle ghiandole salivari, tocca neuroni responsabili del senso di soffocamento). A questa fase segue il coma.

L’infezione da questo virus nell’uomo è sempre una condizione fatale.

A livello diagnostico, all’interno dei neuroni si trovano dei corpi chiamati corpi dei negri caratteristici

esclusivamente del virus della rabbia che ne permettono la diagnosi certa oltre alla sintomatologia.

Esiste un vaccino per gli animali domestici. Se un uomo viene morso da un animale di cui non si conosce lo

stato di vaccinazione, bisogna andare immediatamente in ospedale dove vengono iniettati immediatamente

degli anticorpi contro il virus che bloccano l’ingresso del virus nel muscolo, dopodichè si fa il vaccino. Si

verifica anche che l’animale non sia infetto con il virus della rabbia, se lo è, l’animale viene sacrificato e

l’uomo viene monitorato. Quello che si fa quindi è una profilassi pre-esposizione nell’animale e post-

esposizione nell’uomo. Ha il 100% di mortalità nell’uomo. In Europa gli animali maggiormente portatori sono

le volpi e i pipistrelli.

Famiglia Filoviridae

Struttura allungata da sembrare filiformi, sembrano quasi dei batteri (lunghezza di 1400 nm). Arrivano

dall’Africa. Entrambi causano una febbre emorragica, ma quella data da Marburg è più lieve. Dal punto di

vista morfologico, questi virus hanno l’envelope. Questo envelope è formato da una sovrapposizione di strati

data dal fatto che il virus, per uscire dalla cellula, passa attraverso vari compartimenti cellulari quindi

accumula strati di envelope. Sull’envelope è presente una proteina chiamata GP (glicoprotein) che è

conosciuta in due formi: una forma transmembrana (legata all’envelope) e una forma solubile (eliminata dal

La proteina GP

virus che entra in circolo). Il capside ha simmetria elicoidale. RNA single strand negativo. si

superficie è la proteina recettore cellulare: lega i recettori presenti solo a livello delle cellule endoteliali, però

rilascia anche GP a livello del circolo sanguigno (solubile) che inattiva il sistema immunitario, neutralizza gli

anticorpi contro il virus e inibisce l’attività dei neutrofili. Quindi da una parte il virus attacca le cellule e le

distrugge e dall’altra distrugge il sistema immunitario sempre grazie alla proteina GP. Il virus entra nelle

cellule endoteliali, si replica nelle cellule endoteliali e le distrugge. Tutto l’endotelio vascolare viene distrutto:

emorragie interne, passaggio di liquidi e proteine plasmatico, alterazione della coagulazione, shock

ipovolemico e morte. Nel frattempo c’è un danno indiretto perché gli anticorpi del sistema immunitario è stato

neutralizzato. Questo discorso vale per ebola al 100%, in Marburg è molto meno aggressivo, non c’è questa

sinergia tra le attività di GP.

Comprende due diversi generi che sono:

Virus di Marburg: prende il nome dalla città tedesca dove è stato isolato la prima volta. Nel 1967 a

 Marburg alcuni laboratoristi, che lavoravano alla preparazione di colture cellulari primarie di rene di

scimmia da animali di recente importazione dall’Africa, sviluppano una malattia sconosciuta

altamente contagiosa con 31 casi e 7 decessi.

Virus di Ebola: esistono 4 diversi tipi di ebola. Ebola è il nome di un fiume del Congo dove c’è stata

 la prima grande epidemia. 3 varianti di queste causano la malattia nell’uomo e nelle scimmie, mentre

l’ultimo sierotipo è patologico solo nella scimmia. Il periodo di incubazione varia da 2 a 21 giorni. La

letalità si avvicina a 90%, la sintomatologia compare dopo il periodo di incubazione, prima è

completamente asintomatico. Non esistono casi di portatori essendo così aggressivo. La

trasmissione avviene dall’animale all’uomo e poi dall’uomo all’uomo attraverso le secrezioni e

qualsiasi cosa entrata in contatto con soggetto infetto. Appena si ipotizza infezione da ebola, il

soggetto deve essere isolato totalmente: livello di sicurezza 4. Anche in questo caso i vettori

(reservoir) sono i pipistrelli. Si ipotizza che i virus abbiano un ciclo selvatico nei pipistrelli che non

causa patologia, poi lo trasmettono ai primati o altri animali selvatici, che poi lo trasmettono all’uomo

(infezione primaria) e la successiva diffusione nell’uomo (infezione secondaria). Ultima epidemia nel

2014 (a ottobre 4655 casi di cui 2431 morti). Questa epidemia è così grande perché parte da una

regione (Guinea) che non aveva mai conosciuto ebola, era completamente naive per questo virus.

Queste epidemia diventa famosa perché alcuni soggetti spostano il virus in paesi occidentali, quindi

si parla di pericolo di pandemia, ma viene arrestato. I soggetti che contraggono ebola difficilmente

sopravvivono, vengono trattati con farmaci antivirali per cercare di aiutare il paziente a guarire. Si

somministrano sieri contenenti anticorpi contro il virus (siero proveniente da un soggetto che aveva

avuto ebola), in modo tale da combattere il virus. ZMapp è un mix di tre anticorpi monoclonali

sintetizzati in laboratorio che agiscono direttamente contro ebola, questo mix non viene testato in

trial clinico perché si era in una situazione di emergenza, ma effettivamente funziona. Ad oggi c’è

uno studio dello sviluppo di ZMapp e di altri farmaci, oltre a uno studio dello sviluppo del vaccino.

Famiglia Arenaviridae

Sono una famiglia che comprende tantissimi virus animali e umani e sono quei virus associati alle malattie

trasmesse dai piccoli roditori. Il nome deriva dall’aspetto morfologico di questi virus che, intorno all’envelope,

presentano dei piccoli pallini che la fanno sembrare una spiaggia. Questi piccoli pallini sono dei ribosomi

genoma costituito

della cellula che vengono portati fuori. Il virione è circa 80-150 nm, simmetria elicoidale,

da due segmenti di RNA single strand ambisenso. Hanno il capside. Rientrano nella categoria comunque

dei virus con genoma a RNA negativo. Tutti i virus che appartengono a questa famiglia sono divisi in due

grandi gruppi:

Virus del nuovo mondo

 Virus del vecchio mondo

Sono solo 5 quelli che causano la malattia nell’uomo: virus della febbre di Lassa e altri 4 virus che causano

tutti febbri emorragiche. Il genoma è composto da un segmento lungo L e uno corto S. in totale i due

segmenti contano circa 7000 bp. Questi virus è come se fossero per metà a filamento positivo e per metà a

filamento negativo (per questo sono ambisenso). Questo significa che quando il virus entra nella cellula, la

prima cosa che succede è che la polimerasi che il virus si porta dietro, si lega all’estremità negativa di uno

dei due segmenti e comincia a trascrivere un segmento positivo (mRNA). Ad un certo punto trova un blocco

fisico, un loop quindi la polimerasi si blocca (ha trascritto solo un pezzo di mRNA). L’mRNA traduce una

proteina che è strutturale, è quella del capside. L’abbondanza di questa proteina causa un cambio

conformazionale (allunga, toglie la struttura secondaria) della struttura secondaria che bloccava la

trascrizione. Ora la polimerasi riesce a percorrere tutto il filamento che è entrato nella cellula e a creare un

intermedio replicativo (che è complementare al genoma): la parte negativa diventa positiva e quella positiva

diventa negativa, si ricrea anche la struttura loop che bloccava la polimerasi. La polimerasi ora si aggancia

all’estremità negativa dell’intermedio e trascrive mRNA che codifica per la proteina mancante. (metto

l’immagine).

Patogenesi: questi virus vengono mantenuti dai topi o roditori che hanno infezione cronica asintomatica.

Vengono trasmessi tramite aggressività intraspecifica o tramite aerosol. Gli arenavirus vengono eliminati in

grandissima quantità con gli escrementi e il contatto comporta l’infezione dell’uomo che può causare

infezione orizzontale da uomo a uomo tramite sangue o escrementi.

Sintomatologia: febbri emorragiche

Il virus della febbre di Lassa è molto diffuso rispetto all’atteso, trasmesso da topolini domestici.

Famiglia Bunyaviridae

È la famiglia piè ampia conosciuta, comprende più d 250 virus in grado di infettare i mammiferi. Tutti questi

virus sono trasmessi o da artropodi o da roditori (attraverso il morso). Sono virus con envelope, circa 80-100

nm di diametro, hanno capside elicoidale. il genoma è segmentato, costituito da tre diversi segmenti di RNA

ss negativo. Questi tre segmenti sono definiti L, M, S (large, medium, small). Il segmento S replica con

modalità di trascrizione ambisenso, gli altri due no. Le patologie vanno dall’encefalite, alla febbre, febbre

emorragica, sindrome polmonare e renale a seconda dell’organo target. Uno dei bunyavirus più famoso è

LaCrosse

l’encefalite che è trasmesso dalla zanzara Ades tramite ciclo selvatico che prevede l’intervento di

scoiattoli soprattutto. L’organo target è il cervello e porta a patologie neurologiche. È molto diffusa negli USA

virus della Rift Valley

dove si trovano scoiattoli nelle grandi città. Il ha come target il fegato, viene portato

dalla zanzara Ades e moscerini della sabbia. Causa malattie all’uomo ma soprattutto nei grandi allevamenti.

Il virus della febbre emorragica Crimean-Congo è trasmesso direttamente dalle zecche e agisce a livello di

cellule endoteliali (fegato ed endotelio vascolare sono i target) e causa febbre emorragica. L’Hantavirus

viene trasmesso tramite escrementi dei roditori domestici, causa due sindromi: sindrome con febbre

emorragica (mortalità del 15%) e sindrome polmonare che ha una mortalità elevatissima. La sintomatologia

dipende dalla cellula target. Prevenzione tramite igiene.

Famiglia retroviridae

Virus a RNA che appartengono ad una classe separata di Baltimore. Comprendono virus che hanno una lunga storia nel

passato caratterizzata al fatto che sono sempre stati associati a tumori in primis, ma anche ad alterazioni del sistema

immunitario, a forme neurologiche di tipo degenerativo. La orima associazione di questo virus con il cancro è rilevata agli

inizi del 900 con la scoperta di Ellerman e Bang che la leucemia poteva essere trasmessa da un pollo all’altro iniettando

estratti cellulari di leucemia. Alcuni di questi virus erano stati associati a patologie tumorali negli animali. Nel 1911

l’esperimento di Rous: prende un tumore di pollo, ci fa un omogeneizzato, lo filtra e si accorge che c’è qualcosa di più

piccolo di un batterio che, trasmesso ad un altro pollo, causa il tumore. Più tardi si capisce che questo qualcosa di

piccolo è un virus, è un retrovirus (sarcoma di Rous). Per 60 anni si è cercato di negare questa cosa perché non si

credeva che un virus potesse causare un tumore. Si riesce a scoprire che questo è un virus quando, negli anni 70, viene

scoperta la retrotrascrittasi (Bltimore e Temin) e in corrispondenza di questi anni si accetta che un virus possa causare

un tumore. 1989 Bishop e Varmus vincono il Nobel perché approfondiscono il ruolo degli oncogeni virali, geni codificati

da virus che causano tumori.

La famiglia retroviridae si differenzia in 7 generi alcuni direttamente implicati in patologie tumorali. Noi studiamo solo il

Deltaretrovirus Lentivirus

genere e che infettano l’uomo. Per quanto riguarda la morfologia dei retrovirus: hanno

l’envelope con all’interno un capside che ha forma diversa a seconda del tipo di virus che si va a studiare. Il virione

completo misura circa 80-100 nm, il capside racchiude un genoma costituito da due molecole identiche di RNA single

strand positivo lineare (ma non è un mRNA), le due molecole sono esattamente identiche (non complementare). Non è

segmentato, non è double strand. Si può dire che è come se fosse una categoria di virus diploide. Il genoma dei

retrovirus è completamente replicato nelle cellule ospiti e la replicazione si serve dei tRNA. All’interno del capside,

associato a ciascuna molecola di RNA troviamo anche una polimerasi che in questo caso è una trascrittasi inversa. Tutti

i retrovirus replicano il loro genoma in parte nel citoplasma, in parte nel nucleo e che prevede l’integrazione del genoma

virale all’interno del genoma dell’ospite. Tutti i retrovirus hanno in comune il fatto che il genoma presenta tre sequenze

gag, pol env.

codificanti sempre presenti nello stesso ordine: ed Ci sono retrovirus semplici che possiedono solo queste

tre sequenze, quelli più complessi possiedono anche le sequenze accessorie (sia HTLV sia HIV possiedono queste

sequenze). Il virione completo si porta dietro una retrotrascrittasi, ma anche dei tRNA provenienti dall’ospite.

T cell leukemia/lymphotropic

Deltaretrovirus: all’interno di questo genere troviamo: HTLVI e HTLVII (human

 virus)

Lentivirus: all’interno troviamo HIV

HIV (HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS)

Storia della malattia

1981 esce un articolo che riguarda 5 casi di infezioni mortali da polmonite da pneumocisti: 5 uomini omosessuali di Los

pneumocistis Carinii.

Angeles hanno subito infezione da Si ripetono inoltre una serie di infezioni mortali a Los Angeles

tra uomini omosessuali. L’unica cosa che accomuna questi uomini è una grossa deficienza a livello immunitario e

un’adenopatia. Si ipotizza che ci sia un nuovo microorganismo. Due scienziati vanno ad isolare il virus dal sangue di

questi pazienti e capiscono che ha le caratteristiche di un retrovirus. Robert Gallo aveva appena scoperto nel suo

laboratorio il virus HTLVI e HTLVII e voleva chiamarlo HTLVIII, mentre l’altro scienziato (Luc Montagnier) voleva

chiamarlo virus associato ad adenopatia (LAV, limphoadenopathy associated virus). Questo virus cresce nelle cellule del

sangue, ma la sua replicazione può avvenire solo nei linfociti T e non nei B, nello specifico nei linfociti TCD4+. Viene

istituita una commissione internazionale specifica che scelga il nome di questo virus. Questo comitato sceglie di

chiamarlo HIV poiché l’unica cosa che accomuna tutti questi pazienti è l’immunodeficienza. Luc Montagnier vince il

premio Nobel nel 2008 perché in realtà Gallo aveva rubato la scoperta. Nel 1981 ci sono stati 270 casi di severa

immunodeficienza tra gay di cui 121 muoiono (poco meno del 50%). 1983 si ha la scoperta definitiva del virus. Nel 1985

viene inserito il primo test del sangue per HIV. nel 1987 viene approvato il primo farmaco (AZT). Nel 1995 viene messo

sul mercato il primo cocktail di farmaci chiamata terapia HAART. HIV sembra comparire all’inizio degli anni 80, in realtà è

già presente dagli anni 20 nella popolazione africana. Si conosce l’esistenza di un virus che infetta i primati e che causa

la stessa immunodeficienza nelle scimmie come nell’uomo. In quegli anni gli uomini cacciavano scimmie e si nutrivano

nella loro carne. L’ipotesi è che il virus SIV (immunodeficienza nelle scimmie) venga trasmesso all’uomo, ci sia stato un

salto di specie: diventa un virus specie-specifico nell’uomo. Se si osserva la storia di alcune popolazione della

Repubblica Dominicana, si nota che negli anni 50-60 c’erano già casi di persone sieropositive. Negli anni 80 in America

c’è stato il boom economico, il virus arriva negli anni 80 negli USA perché aumentano gli spostamenti della popolazione.

Fino a pochi anni fa si pensava che l’HIV fosse stata trasportata a Los Angeles da uno stuart che viaggiava spesso in

Africa e aveva rapporti omosessuali non protetti (paziente zero). Questo non è vero, però non è sbagliato il concetto alla

base perché il virus per potersi trasmettere ha bisogno di una vasta diffusione grazie ai viaggi.

L’epidemia di HIV in realtà è una pandemia perché riguarda tutto il mondo e perché il numero di casi è molto superiore di

quello che ci si aspetta. Quello che causa questa malattia è la quasi completa mancanza del sistema immunitario. L’HIV

immuno-deficiency syndrome)

causa l’AIDS (acquired che non può essere definita come malattia, ma come sindrome.

La differenza tra sindrome e malattia sta nel fatto che una malattia è

caratterizzata da una serie di sintomi ben specifici, mentre la

sindrome è una collection, insieme di sintomi e segni che però non

sono riportabili a una singola malattia, ma ciascuno ha dei sintomi

diversi dall’altro.

Ad oggi si conoscono due diverse specie di HIV la I e la II. La prima è

quella famosa che causa i 35 milioni di casi sulla Terra, la II è

confinata nell’Africa occidentale. Entrambe causano la stessa

sindrome, ma la patogenesi della II è più lenta. L’HIV è un virus che

evolve molto rapidamente, questo è dovuto al fatto che possiede

retrotrascrittasi,

un’unica forma di polimerasi che è la ma questa non

ha un sistema di proofreading quindi introduce delle mutazioni singole

ogni ciclo di replicazione che fa. Ci sono dei casi anche di

ricombinazione tra diversi ceppi di HIV che possono andare ad

infettare la stessa cellula che quindi, ricombinando, creano una terza

sottospecie di virus. Tutto questo porta al fatto che esistono tantissimi

diversi genotipi di HIV che si raggruppano geograficamente in genotipi (clades). Ad oggi non è stata associata nessuna

modifica rispetto ai genotipi, causano tutti la malattia con lo stesso processo infettivo. Proteine envelope e

capside

Presenti sulla superficie

dell’envelope ci sono due

glicoproteine di superficie

di cui una si chiama

glicoproteina 120 (gp120 o

glicoproteina di superficie) che è

strettamente legata ad una seconda

gp41

glicoproteina chiamata oppure glicoproteina transmembrana perché attraversa proprio l’envelope. Sotto l’envelope

proteina della matrice,

troviamo una una proteina strutturale che costituisce un’ulteriore protezione per il virus.

P24.

Abbiamo poi un capside a forma conica costituito dalla ripetizione della proteina

All’interno del capside troviamo una due molecole di ssRNA positivo ciascuna delle quali è associata al complesso delle

retrotrascrittasi, una proteasi, un’integrasi e il tRNA (è sempre

polimerasi. Questo complesso comprende la

specifico per la lisina). Il tutto è presente in più copie (10-50 copie di retrotrascrittasi e di integrasi e 2 copie di

tRNAlys). Questo è come è formato il virione maturo.

Genoma HIV env. Gag

La gp120 e gp41 sono codificate dalla sequenza codifica per la proteina della matrice e la proteina capsidica,

pol

poi si ha che codifica per tutti gli enzimi del complesso della polimerasi. Per quanto riguarda il genoma, HIV è un

retrovirus complesso, non possiede solo gag, pol ed env, ma possiede altre sequenze codificanti per una serie di altre

proteine. Ogni molecola di RNA è lunga dai 9-10 mila kb (9500 bp) in grado di codificare per tutte le proteine che gli

HIV è in grado di

servono. La sequenza codificante per env codifica per altre proteine attraverso splicing alternativo:

codificare per 15 proteine partendo da 9 geni (attraverso splicing alternativo o maturazione post-traduzionale). Il

genoma di HIV comprende anche due sequenze non codificanti presenti all’estremità 5’ e 3’ di ciascun RNA che non

vengono tradotte, ma vengono retrotrascritte. Quando l’RNA entra nella cellula, le sequenze presenti all’estremità 5’

sono diverse da quelle al 3’, in particolare a partire dal 5’ si trova una prima sequenza ripetuta al 5’ e al 3’ che si chiama

R U5

R. Dopo la c’è un’atra sequenza chiamata (untranslated 5) che non è tradotta, ma è trascritta. Poi si ha la

PBS

sequenza (primer binding site) composta da 18 nucleotidi, sequenza alla quale si lega il tRNA per la lisina che il

virus si porta nel virione, quindi rappresenta l’inizio di tutta la retrotrascrizione. Poi c’è un’atra sequenza leader non

tradotta. Verso l’estremità 3’, dopo le sequenze codificanti, si trova una corta sequenza di 10 residui AG che si chiama

U3

PPT (poli purin tract). Poi si ha una regione (untranslated 3). Questo è l’RNA come entra nella cellula, quello

presente nel virione maturo. Ha i cap al 5’ e la coda di poli(A) al 3’.

Quindi riassumendo:

R region: corta sequenza ripetuta alle due estremità del genoma.

 U5: regione non codificante unica di 75-250 nt. È la prima parte del genoma ad essere trascritta formando

 l’estremità 3’ del genoma provirale.

PB: primer binding site di 18 nt complementari all’estremità 3’ dello specifico tRNA primer necessario all’inizio

 della trascrizione inversa.

Leader: regione relativamente lunga non tradotta a valle del sito d’inizio della trascrizione, presente

 all’estremità 5’ di tutti gli mRNA virali.

PPT: (polypurine tract) corta

 sequenza di 10 residui AG

responsabili dell’inizio della

sintesi del filamento positivo

durante la retrotrascrizione.

U3: regione non codificante unica

 di 200-1200 nt. Forma l’estremità

5’ del genoma provirale. Contiene

gli elementi promotore per la

trascrizione del provirus (TATA

box, CAT box).

Ciclo replicativo

Comincia con il legame tra il virus e la

cellula. Il recettore virale è costituito da

gp120 che va a riconoscere un esclusivo

recettore cellulare, un recettore ad alta

affinità: il CD4 presente per l’80% sui

linfociti T, ma che si trova in bassa

percentuale anche sui macrofagi, monociti,

cellule dendritiche e cellule gliali. HIV ha

bisogno anche di un corecettore, non gli

basta solo CD4 (CD4 è necessario, ma

non sufficiente). In realtà HIV riconsoce

due corecettori che si chiamano CXCR4 e

CCR5 che sono molecole che funzionano

da recettori per le chemochine solitamente.

Il primo si trova sui linfociti T, mentre il

secondo su macrofagi, monociti, cellule

dendritiche e cellule gliali.

Gp120 lega CD4

 A questo punto Gp120 più CD4 lega i corecettori CCR5/CXCR4

 Modificazione conformazionale di gp120 che si sposta e lascia libera la gp41 che ha un dominio fusogeno

 (permette la fusione tra HIV e cellula). La gp41 fonde l’envelope con la membrana cellulare.

Il virus può entrare nel citoplasma

 Il virus toglie il capside (uncoating)

 Il virus inizia le fasi di replicazione citoplasmatica che si riassumono con gli eventi di retrotrascrizione che

 avviene completamente ad opera della retrotrascrittasi (utilizza solo i nucleotidi cellulari, ma per il resto fa tutto

lei). La retrotrascrittasi parte da un RNA ss positivo (genoma virale) e crea un DNA double srand che viene

chiamato genoma provirale. La trascrittasi inversa utilizza ioni magnesio e un primer per iniziare la sintesi di

DNA a partire da RNA. Il primer è il tRNAlys complementare alla sequenza PBS presente nel genoma virale.

Step della retrotrascrizione:


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5 mesi fa


DESCRIZIONE APPUNTO

La dispensa tratta una descrizione generale sulla struttura sei virus, modelli replicativi (classi di Baltimore), step nella replicazione e patogenesi. Successivamente vengono trattate le famiglie di virus: Picornaviride, Flaviviridae, Togaviridae, Coronaviridae (RNA single strand positivi). Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Rhabdoviridae, Filoviridae (ebola), Arenaviridae e Bunyaviridae per gli RNA single strand negativi. Per i virus a DNA si trattano Herpesviridae, Papillomaviridae, Parvoviridae, Adenoviridae, Polyomaviridae. Vengono trattati nel dettaglio anche HIV e le epatiti virali. Infine è presente una parte che riguarda la malaria e le malattie da prioni.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie mediche
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher francescaputti di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Microbiologia e virologia medica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Delbue Serena.

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