Virologia medica (parte dell'esame microbiologia medica)

Caratteristiche dei virus dell’epatite

VIROLOGIA

Virus delle epatiti

Epatite A Epatite B Epatite C Epatite Delta Epatite E

RNA circolare simile Simile ai

Famiglia Picornavirus Hepadnavirus Flavivirus ai viroidi delle piante Calicivirus

DNA (parzialmente

Acido nucleico RNA (senso +) RNA (senso +) RNA (senso -) RNA (senso +)

a doppio filamento)

Malattia Epatite Epatite Non-A, Epatite enterica

Epatite da siero

causata infettiva non-B non-A, non-B

Epatite Virale - Generalità

Dimensioni ~ 28nm ~40nm 30 - 60nm ~ 40nm 30 - 35 nm

Envelope No Si Si Si No

Tipo di Epatite

Sintomi di A B C D E

itterazione e

rilascio di sangue/ fluidi

feci feci

sangue/ fluidi sangue/ fluidi

Fonte di

enzimi epatici. di derivazione

di derivazione di derivazione

virus ematica

ematica ematica

HAV e HEV in Via di fecale-orale fecale-orale

percutanea percutanea percutanea

comune: via di trasmissione permucosale

permucosale permucosale

trasmissione,

assenza di no si si si no

Infezione cronica

cronicizzazione,

genoma, Prevenzione Acqua

Immunizzazione Immunizzazione Screening Immunizzazione

assenza di potabile

pre/post- pre/post- donatori di pre/post-esposizione;

envelope esposizione esposizione sicura

sangue; modifica modifica comportamenti

a rischio

comportamenti

a rischio

Incubazione 15-50 45-160 15-60 15-50

14-180

(giorni)

HAV

•

Famiglia dei picornaviridae, aventi genoma RNA +.

Un solo tipo antigenico.

- Struttura

virus nudo, aventi simmetria icosaedrica.

Capside formato da 4 proteine oltre ad una legante il genoma (VPg—> incorpora genoma

nel capside e inizio sintesi di RNA virale)

- Replicazione

replicano nel citoplasma e non hanno effetto citopatico. Dopo Uncoatind, RNA si lega ai

ribosomi mediante sequaneza di riconoscimento IRES e codifica per una poliproteina poi

tagliata da proteasi virali per dare le proteine finali; la prot VPg funziona da primer per la

sintesi RNA.

- Caratteristiche cliniche

Comuni le infezioni subcliniche senza ittero (bambini soprattutto); periodo di incubazione

30gg, virus presente nelle feci 10-15gg prima dello sviluppo della malattia; mortalità 0,1%

non cronicizza. Marker caratteristico è l’alanina-aminotransferasi

- Trasmissione

Oro-fecale; ingestione acqua/cibo contaminata (molluschi crudi); contatto persona-

persona; esposizione a sangue infetto. Una volta assorbito passa dal sangue al fegato,

replica negli epatociti, viene poi escreto con la bile nell’intestino. Scarso danno citopatico,

dovuto a meccanismi immunitari e non da effetto citopatico diretto del virus.

Vaccino inattivato con formaldeide (virus ucciso). 1

VIROLOGIA

HBV

•

Famiglia Hepadnaviridae—> virus tropismo epatico, genoma DNA, presenza di trascrittasi

inversa

- Struttura

Nel sangue di persone infette tre tipi morofologici:

-le particelle sferiche più piccole (22nm) e quelle tubulari sono un eccesso di materiale di

rivestimento esterno del virione (HBsAg).

-il virione infettante è sferico di 42nm “particella di Dane”.

DNA circolare parzialemente bicatenario.

Al DNA è associata la polimerasi—> attività di trascrittasi inversa e ribonucleasi.

Capside: HBcAg proteina del core che all’esterno espone HBsAg (contiene DNA e

polimerasi)

HBsAg: costituita da 3 glicoproteine (S;M;L): S è contenuta all’interno di M, che a sua volta

è contenuta all’interno di L (il gene che le codifica è il gene virale S contiene tre siti di inizio

traduzione—> partenza dal più esterno otteniamo L, più centralmente M ed S).

- Genoma

Gene S: HBsAg

Gene C: HBcAg—> proteina strutturale del core e HBeAg—> peptide di assemblaggio, ha

due siti di inzio traduzione; costituiscono nucleocapside ( se presenti nel siero il virus è in

fase di replicazione)

Gene P: polimerasi

Gene X: proteina transattivante; promuove replicazione geni virali, ma anche geni

onocogeni. Inibisce p53 complessandocisi.

- Replicazione

Avviene nel nucleo attraverso un intermedio ad RNA.

1. Dopo penetrazione, polimerasi virale completa filamento incompleto di DNA

genomico.

2. DNA virale raggiunge il nucleo, polimerasi cellulare lo trascrive in mRNA e RNA

complementare (pregenoma)

3. Traduzione: Proteine strutturali e funzionali del virus—>pregenoma e la proteina del

capside si assemblano in nucleocapsidi nei quali viene incorporata la polimerasi

virale.

4. La polimerasi virale, con funzione di trascrizione inversa, trascrive RNA

(pregenoma) in cDNA, per poi formare una molecola di DNA parzialmente

bicatenario, svolgendo azione RNAsica.

Durante la replicazione abbiamo produzione in eccesso e messa in circolo di HBsAg e

HBeAg. DNA può integrarsi con quello dell’epatocita infetto.

Si distinguono RNA subgenomici (proteina X, S/preS) e RNA pregenomici ( bifunzionali,

RNA e stampo-pregenoma—> danno proteine del core e trascrittasi)

Incubazione 60-90gg, tempo che precede la comparsa dei sintomi: anche 6 mesi.

Nei neonati (fino ad un anno) è asintomatica. I sintomi si fanno più evidenti

proporzionalmente all’aumentare dell’età.

Evoluzione infezione varia a seconda dell’età: guarigione infezione acuta si verifica in

modo inversamente proporzionale all’età del soggetto. Neonati 10-20% guarisce. Adulti

90% guarisce.

Cronicizzazione 10%: danno epatico continuo porta a—> cirrosi, insufficienza epatica,

carcinoma primario del fegato. Rischio superinfezione HDV. 2

VIROLOGIA

Responsabile circa 80% dei casi di carcinoma primario epatico dovuto a:

-continua rigenerazione epatica dovuta al danno epatico, mutazioni epatociti

-azione proteina codificata da gene X: attività transattivante su geni virali e cellulari che

regolano la crescita, inattivano prodotto di p53 (oncosoppressore) complessandocisi

-integrazione del genoma virale in quello cellulare, potendo stimolare geni cellulari

coinvolti nella regolazione del ciclo cellulare (80% dei pazienti con carcinoma epatico

primario lo riporta).

Concentrazione HBV nelle persone infette:

-Alta: siero e sangue;

-Moderata: liquido seminale, fluido vaginale e saliva:

-Bassa: lacrime, urina, feci, sudore e latte.

-Trasmissione:

Verticale (alla nascita, raramente placentare e latte); orizzontale (parenterale e sessuale;

apparente rasoi spazzolini etc).

-Risposta immunitaria:

Linfociti T responsabili sia del danno epatico che della risoluzione dell’infezione.

-Terapia:

Interferon aplha e beta; inibitori trascrittasi inversa (come in HIV).

-Vaccino:

Ricombinate (plasmide)contiene HBsAg. In persone non vaccinate è possibile utilizzare

immunoglobuline specifiche per l’epatite B entro una settimana dall’esposizione al virus.

HDV

•

Virus difettivo: necessita coinfezione HBV per l’infezione (involucro con HBsAg, non

codificato dal genoma)

Genoma

piccolo, RNA-, circolare a bastoncello.

Core proteico con antigene delta (p27 e p29).

Circondato da un envelope costituito dall’HBsAg—> non codificato dal suo genoma,

necessita quindi che la cellula in cui risiede sia infettata anche dall’ HBV.

Replicazione

Nel nucleo, utilizzando RNA polimerasi 2 cellulare.

Il genoma forma un ribozima che taglia RNA circolare per produrre mRNA necessario per

la sintesi dell’antigene delta.

Responsabile della maggior parte dei casi di epatite fulminante.

Necessità di HBV per HDV porta:

- coinfezione-> HBV E HDV contratte contemporaneamente, determinando malattia acuta,

basso rischio cronicizzazione

-superinfezione: HDV contratto in paziente con HBV cronica, seconda epatite clinicamente

evidente. Frequente sviluppo di infezione cronica con rischio cirrosi.

Trasmissione:

-orizzontale: percutanea (aghi o politrasfusi); permucosale (sessuale). Trasmissione

parentale, virus nel sangue.

-verticale.

Patogenesi:

Danno epatico immuno-mediato

Prevenzione: coinfezione—>profilassi prevenireHBV superinfezione—>Educazione 3

VIROLOGIA

HEV

•

Famiglia Hepeviridae

Capside icosaedrico, nudo, 35-40nm. Genoma RNA + singolo filamento, replicazione

citoplasmatica. Mortalità 10 volte più elevata della A

Incubazione 40gg. Non cronicizza.

La trasmissione è per ingestione di cibi o acqua contaminata, persona-persona è minima.

Zoonosi con maiali domestici.

Adottare corrette misure igieniche.

HCV

•

Famiglia Flaviviridae, Genere Hepacivirus.

-Struttura e replicazione

Virus con envelope—> due glicoproteine E1-2 altamente variabili: più di 90 sottotipi virali

Capside icosaedrico; 30-60nm

-RNA singolo filamento +:

tradotto in un’unica poliproteina, tagliata da proteasi;

presenta un loop in 5’.

-Si moltiplica nel citoplasma degli epatociti, dei linfociti T e B e delle cellule della linea

monocito-macrofagica.

-Envelope acquisito gemmando in vescicole intracellulari.

Recettore CD81 e recettore per LDL; antirecettore virale E2.

Uomo e scimpanzè unici reservoir conosciuti.

6 gentopi, 90 sottotipi (alta variabilità delle glicoproteine dell’envelope)

-Patogenesi

Stabilisce infezioni non citolitiche e persistenti, tende a cronicizzare.

Può causare carcinoma epatocellulare.

Periodo di incubazione 6-7settimane, fino a parecchi mesi.

malattia acuta (ittero): <20%;

infezione cronica: 60-85%;

cirrosi 10-20%

Infezione acuta asintomatica nell’80% dei casi; infezione sintomatica abitualmente lieve

(ittero, nausea, doloro addominali, perdita appetito, urine scure).

Danno cronico al fegato—> rigenerazione che può far accumulare alterazioni genetiche,

che possono sfociare in trasformazioni maligne.

Le proteine di HCV interagiscono con molti fattori della cellula ospite:

le proteasi e le elicasi alterano processi metabolici cellulari;

le proteine virali interferiscono con pathway cellulare;

le proteine HCV determinano aumento di stress ossidativo, aumenta apoptosie e

proliferazione cellulare.

-Trasmissione

Percutanea: aghi infetti, fattori di coagulazione, trasfusione, terapeutica; permucosale;

perinatale e sessuale (molto meno frequente di HBV).

Il virus è presente nel sangue, liquido seminale, secrezioni vaginali)

-Terapia

Interferon alpha:

-genotipo 1 è resistente (E2 e NS5A inibiscono la protein chinasi antivirale indotta da

interferon);

-genotipo non 1 risposta 40-50%; -genotipo 2-3 88%;

Farmaci:inibitori proteasi (grazoprevir); inibitore NS5A (elbasvir); inibitore polimerasi NS5B

4

VIROLOGIA

Retrovirus

3 sottofamiglie:

Oncovirinae: presentano nel genoma un oncogène. HTLV-1 virus umano T-linfotropico

causa leucemia a cellule T nell’adulto—> non presenta un oncogène ma codifica una

proteina dal gene Tax che va ad interferire con l’espressione dei geni che controllano la

crescita.

possono agire in tre modi:

Possono portare integrato nel loro genoma una copia di un oncogene cellulare (v-onc):

• una volta integrato, questo gene si trova sotto il controllo del promotore virale e quindi la

sua sintesi è molto maggiore rispetto alle condizioni normali. Il virus che porta

l’oncogene, però, risulta difettivo (porta un gene cellulare invece di un gene virale),

quindi ha bisogno di un virus helper per la replicazione completa.

La seconda classe è composta da quei virus che si integrano in prossimità del gene c-

• onc, aumentandone quindi la trascrizione.

Infine, nel caso di HTLV, non c’è un oncogene integrato nel proprio genoma e non si

• integra in prossimità dell’oncogene, ma produce un trans-attivatore capace di attivare la

trascrizione degli oncogeni cellulari.

Lentivirinae: malattie lente e progressive (incubazione anche 1/3 di vita). Malattie non

neoplastiche del sistema immunitario e del sistema nervoso. HIV ne fa parte.

Spumavirinae: no associazione con malattie nell’uomo.

Struttura

Virus con envelope;

Pericapside ottenuto per gemmazione dalla membrana plasmatica e contiene proteine

virali—> circonda un capside—>contiene:

-genoma singolo filamento RNA + due copie identiche

sequenza cap estremità 5’ poliadenilato estremità 3’—> non codifica polimerasi per

• generare altri mRNA, quindi non è subito infettivo

alle estremità presenta sequenze LTR (sequenze terminali lunghe e ripetute):

• contengono enancher (promotori)

retrovirus a genoma complesso, HTLV e Lentivirus codificano per proteine che

• accrescono la virulenza e necessitano di splicing

3 geni codificano per proteine enzimatiche e strutturali: gag, pol, env—>

• poliproteine poi tagliate danno luogo alle glicoproteine virali

10-50 copie trascrittasi inversa (RT) e integrasi

-

-2 tRNA (primer per la trascrittasi).

PER LA REPLICAZIONE GUARDA HIV

HTLV

•

Retrovirus oncogeni dopo un lungo periodo di incubazione (20-30 anni).

Sono i virus leucemici.

Sono necessari multipli eventi per causare infezione (poco infettivo).

HTLV-1 HTLV-2—> retrovirus di tipo C, infettano produttivamente TCD4, hanno elevato

livello di sensibilità genomica. esiste anche HTLV5 associato forse a linfoma cutaneo maligno

HTLV-1

-

ATLL (adult T-cell Leukemia Lymphoma)—>

-encefalopatie croniche (paraparesi spastica tropicale), -leucemia/linfoma.

Insorge in età adulta; morte provocata da immunodeficienza (infezioni polmonari, 5

VIROLOGIA

meningite, zoster disseminato), sopravvivenza dopo insorgenza dei sintomi acuti

due settimane/un anno

Genoma

RNA+ due singoli filamenti omologhi

LTR: contengono promotori, enhancer e altre sequenze per legare fattori

trascrizionali cellulari.

Gag: poliproteina

p24 capside;

p15 nucleoproteina; Scisse da proteasi pro

p19 matrice.

Pol: poliproteina con sequenza più lunga di tutto il genoma

RT; Integrasi; RNAsi.

Env: poliproteina

gp46 proiettata all’esterno, ancorata a gp 21;

gp21, transmembrana

2 geni regolatori

Tax: attivatore trascrizionale, proteina fosforilata,

agisce su LTR adiacente a gag; transattivante

Rex: regolatore post-trascrizionale, proteina fosforilata,

aumenta trasporto mRNA per proteine strutturali al citoplasma;

regola splicing ed elaborazione mRNA.

quindi promuove la formazione di una maggiore quantità di proteine

strutturali virus specifiche.

Trasmissione e patologia

Non come virus libero ma attraverso una cellula infettata

Sangue infetto, rapporti sessuali; via transplacentare, allattamento.

Non ha oncogene; non dà cis-attivazione—> non si integra a livello di una regione

preferenziale del genoma ma addirittura in cormosomi diversi.

Tax attiva la trascrizione di geni cellulari per il recettore IL2, per varie linfochine, tra

cui IL2, di fattori per crescita cellulare, di fos e sis (protoncogeni cellulari coinvolti

nella crescita e divisione delle cellule

Alterazioni dei T4: non svolgono loro funzioni, minore dipendenza IL2,

immortalizzano cellule.

HIV

•

Due virus:

HIV-1, tutto il mondo;

HIV-2, Africa occidentale, America Sud, Caraibi, meno virulento.

-Struttura

Envelope, di derivazione cellulare, con due antigeni di superficie: due glicoproteine

gp120 antirecettore (estremamente variabile); problema per vaccino

gp41 proteina fusogena e immunosilente, è una proteina transmembrana.

Superficie interna envelope rivestita dalla proteina matrice che contiene il nucleocapside

-Genoma

2 molecole RNA + a singolo filamento identiche—> legate ognuna ad un tRNA, serve da

primer per la trascrittasi inversa

3 geni codificano per proteine enzimatiche e strutturali: (come HTLV)

gag: antigeni interni gruppo-specifici core e matrice,

pol: trascrittasi inversa, proteasi, integrasi,

env: antigeni di superficie. 6

VIROLOGIA

Antigeni gruppo-specifici:

Superficie interna: p17

• Capside: p24

• Nucleocapside con RNA: p9

•

Piccole proteine non strutturuali:

Precoci

TAT: transattivatore di trascrizione

REV: regolatore di espressione delle proteine virali; promuove trasporto mRNA non

sottoposto a splicing nel citoplasma)

NEF: fattore di regolazione

Tardive VIF: fattore che aumenta infettività in alcune cellule

VPU: facilita l’ assemblaggio e il rilascio

VPR: media trasporto del genoma nel nucelo cellulare.

-Replicazione:

Replica esclusivamente in cellule T4 proliferanti in risposta ad uno stimolo.

Tropismo: linfocita T4 (CD4+); distruzione specifica linfociti CD4+ ; linea macrofagica

(persistente): macrofagi e cellule dendritiche.

1. Assorbimento: legame gp120 virale con recettore CD4 su membrana cellulare;

2. Penetrazione: necessita di un corecettore (CCR5, recettore per le chemochine,

molecole coinvolte nella risposta infiammatoria); determina, per chi dovesse avere

variazioni a livello di questo recettore, un’immunità per il virus —> long term non-

progressor; mutazione piò essere eterozigote (infetta più lentamente) o omozigote

(non infetta). In seguito al legame con recettore-coreccetore-antirecettore, si ha un

cambiamento di conformazione di gp120, che determina esposizione di gp 41, proteina

fusogena. Fusione envelope con membrana citoplasmatica. Provoca formazione

sincizi, importante per la progressione della malattia e per la terapia (anticorpi non

bloccano questo tipo di diffusione.

3. Retrotrascrizione del genoma virale: non possiedono una RNApol-RNAdip ma la

trascrittasi inversa, attività RT. Questa utilizza tRNA come primer, per sintetizzare una

molecola di cDNA; svolge poi azione RNAsica sintetizzando poi la seconda molecola

di DNA.

4. Integrazione del provirus nel DNA cellulare: DNA si integra nel genoma cellulare per

mezzo di integrasi.

5. Trascrizione e traduzione: comportamento come geni cellulari. Tascritto da