Riassunto esame Virologia, prof. Affabris, libro consigliato Basic Virology, Hewlett, Wagner

(AIDS).

Il virione virale, quasi sferico, è provvisto di envelope e contiene il nucleocapside a

forma di tronco di cono. Associate al nucleocapside vi sono le proteine p7 e p9 le cui

funzioni non sono note. +

Il genoma è costituito da due molecole di ssRNA , provviste di cap e di coda poliA, e

unite da legami H tra le sequenze complementari vicino all’estremità 5’ di ciascuna

molecola.

Oltre ai tre geni essenziali (gag, pol ed env) e alle due sequenze non tradotte alle due

estremità, il genoma di HIV contiene 6 geni accessori che fiancheggiano env con cui

sono parzialmente sovrapposti. L’mRNA può andare incontro ad eventi di splicing per la

formazione di diversi geni.

Devono avvenire due eventi di splicing alternativi per far si che si producano le prime 3

proteine. La trascrizione inizialmente è poco efficiente e tende a terminare

prematuramente. Riconosciamo quindi un enzima poco processivo che tende a

staccarsi.

Questi geni vengono espressi dalla famiglia di mRNA che subisce splicing multipli (vedi

Retrovirus). I primi geni ad essere tradotti sono Tat, Rev ed Nef.

I geni presenti nel genoma di HIV sono:

1. Tat: codifica per la proteina Tat che entra nel nucleo cellulare dove svolge la

funzione di attivare la trascrizione dei geni virali aumentando l’efficienza

dell’RNA polimerasi II, fosforila la coda dell’RNA polimerasi II che ne aumenta la

processività e non si stacca più. Questo permette di trascrivere una grande

quantità di trascritti lunghi che all’inizio dell’infezione sono pochi. Per svolgere

questa funzione la proteina si lega alla sequenza TAR presente al 5’ degli mRNA

nascenti. Inoltre essa:

- Promuove l’apoptosi;

- Lega alcuni adattatori trascrizionali con attività acetiltrasferasica per gli istoni,

favorendo la trascrizione della cromatina;

- Lega il complesso CYCT/CDK9 che fosforila i siti al C-terminale della RNA

polimerasi II rendendola capace di portare a termine la completa trascrizione

del provirus.

- Se inserita in cellule non infette causa la trans-attivazione della trascrizione di

alcuni geni; +

- E’ coinvolta nel processo di deplezione dei linfociti CD4 e delle cellule

mononucleate del sangue.

2. Rev: codifica per la proteina Rev che agisce in trans legandosi alla regione RRE

dell’mRNA trascritto, di cui regola il trasporto nucleo-citoplasma. Interagisce con

alcune esportine e facilita l’esporto dal nucleo degli mRNA. Inoltre regola la

maturazione degli mRNA virali, determinando il passaggio dalla fase precoce

(espressione geni regolatori) alla fase tardiva (espressione geni strutturali).

Il linfocita T che attiva la trascrizione virale va incontro a morte mentre

i Macrofagi non muoiono, sono compatibili con la replicazione virale. Il

preferisce morire. Quindi i macrofagi, le cellule gliali del SNC e i linfociti T

memoria sono dei reservoir (riserve) del virus.

3. Nef: codifica per la fosfoproteina miristilata Nef di 205 aa, è un adattatore

molecolare che partecipa all’evasione della risposta immunitaria. E’ una proteina

multifunzionale che aiuta l’efficienza di replicazione, agisce sulla cellula a livello

del meccanismo di immunoevasione. Infatti:

- Down-regola l’espressione delle molecole di MHC I, per proteggere la cellula

+

dal riconoscimento da parte di linfociti CD8 ;

- Down-regola l’espressione delle molecole di CD4, per prevenire la super

infezione e la possibile morte cellulare;

- Influenza lo stato di attivazione della cellula ospite, aumentandone la capacità

di supportare la replicazione virale;

- Induce la cellula a produrre fattori chemio tattici, che aiutano la propagazione

dell’infezione;

- Incrementa l’espressione dei geni virali e la gemmazione dei virioni;

- Aumenta l’espressione delle proteine di membrana, che uccidono le cellule a

contatto con la cellula infetta.

4. Vpr: codifica per una proteina che ha la funzione di trasportare nel nucleo il

dsDNA virale associato alle proteine virali. E’ grazie all’azione di tale proteina che

i lentivirus sono capaci di infettare anche cellule quiescenti.

5. Vif: codifica per una proteina basica che è un fattore di infettività e ha la

funzione di permettere la replicazione anche in cellule non permissive che

contengono un fattore di restrizione, APOBEC3G (incorporato nei virioni

gemmanti), che deamina la citosina nel genoma virale retro trascritto

determinandone la degradazione ad opera di enzimi cellulari oppure la

generazione di provirus iper-mutato. Vif recluta il complesso cellulare della

ubiquitina ligasi E3, con conseguente degradazione proteosomale di APOBEC3G.

6. Vpu: codifica per una proteina che ha la funzione di:

- Indurre la degradazione delle molecole di CD4 a livello del RE, in modo tale

che esse non “trattengano” le proteine dell’envelope gp120 e gp41.

- Contrasta l’attività della proteina cellulare tetherin, che ostacola la

gemmazione virale. La proteina tetherin si trova sulla membrana e appiccica le

cellule gemmanti che vengono riportate dentro da un vacuolo di degradazione.

L’IFN regola dei geni antiretrovirali, APOBEC, teterina e altri che agiscono

inibendo l’infettività dei virus rilasciati.

Ciclo Vitale:

Il ciclo vitale di HIV è quasi identico a quello dei retrovirus semplici anche se tutte le

fasi sono finemente regolate dai prodotti dei geni accessori. L’unica fase per cui i due

cicli si differenziano è l’assorbimento e la penetrazione. Quella di HIV infatti prevede

l’interazione dell’antirecettore con co-recettori cellulari. Quindi, inizialmente, avviene

l’interazione tra l’antirecettore gp120 (SU) e il recettore cellulare, CD4, che induce dei

cambiamenti conformazionali nell’antirecettore, che determinano l’esposizione degli

epitopi antigenici riconosciuti da co-recettori, CCR5 e CXCR4. L’interazione con i

co-recettori determina l’esposizione di gp41 (TM), che catalizza la fusione tra la

membrana cellulare e l’envelope virale.

L’HIV mostra una notevole variabilità genetica e fenotipica (la trascrittasi inversa non

presenta l’attività di correzione delle bozze), che si origina per mutazioni puntiformi

10 11

(10 -10 ), riarrangiamenti e ricombinazioni genetiche.

I due sierotipi di HIV differiscono per il 50-60% delle sequenze geniche, nonostante

HIV1 e Vpx in HIV2. Entrambi i sierotipi legano comunque il recettore cellulare CD4 e i

co-recettori cellulari CCR5 e CXCR4.

HIV1 è diffuso in tutto il mondo ed è suddiviso in tre gruppi: M(major), O (outlier) e N

(new), mentre HIV2 è presente solo in Africa occidentale, Caraibi e America meridionale

ed è meno virulento.

Il virus HIV è l’agente eziologico dell’AIDS. Il virus infetta le cellule che presentano il

recettore CD4 quindi linfociti T e macrofagi e in base al loro tropismo possono essere

suddivisi in macrofago tropi, linfotropi o duotropi.

L’infezione è trasmessa per via sessuale, ematica (accidentale) e perinatale. Dopo

l’infezione iniziale il virus si diffonde nell’organismo producendo un’infezione cronica

dove si replica attivamente a livello dei linfonodi. Il sistema immunitario dell’ospite non

riesce ad eliminare il virus a causa della sua grande variabilità genetica, che è,

aumentata dalla pressione selettiva esercitata dalla risposta umorale e cellulo-mediata.

L’infezione da HIV è caratterizzata da tre fasi:

• +

Infezione Primaria: l’HIV infetta le APC e i linfociti CD4 . Le APC, per lo più

cellule dendritiche, lo trasportano negli organi linfoidi. Questa fase è

caratterizzata da:

- Elevata viremia, che si abbassa velocemente a causa della risposta

immunitaria dell’ospite;

- Sindrome retro virale acuta (dopo 3-6 settimane), che si esaurisce

spontaneamente;

• Latenza Clinica: il virus si replica nel tessuto linfoide, in particolare in quello

associato alla mucosa intestinale. E’ caratterizzata da:

- Bassa viremia, per lo stabilirsi di un equilibrio tra la replicazione virale e la

risposta immune; +

- Calo Progressivo dei linfociti CD4 ;

• AIDS Conclamato: la velocità della progressione dell’infezione verso la malattia

+

è strettamente correlata alla diminuzione dei linfociti CD4 e della viremia. La

malattia è determinata dalla progressiva immunodeficienza che conduce

all’insirgenza di infezioni opportunistiche, da parte di batteri ed altri virus, e di

neoplasie di cui la più frequente è il Sarcoma di Kaposi, legato all’infezione degli

herpesvirus.

Per sapere se un soggetto è infettato da HIV è necessario effettuare la ricerca nel

sangue di Ab anti-HIV e la sieropositività è l’indice di una infezione cronica. LA presenza

di Ab è rilevabile attraverso il saggio ELISA, mentre la Western Blot è usata per la

conferma della sieropositività, si ricercano glicoproteine virali.

Immunoevasione:

1. Variabilità, muta molto frequentemente. Se muta su gag e pol produce virus

non infettivi mentre se muta su env no. Questo perché solo una parte di env

trascrive la proteina. Se il virus muta, i mutanti che non legano gli Ab fanno si

che questi ultimi non possano eliminare tutte le particelle virali.

La regione env è un’alternarsi di regioni variabili e costanti. V3 è il principale

epitopo neutralizzante; gli Ab neutralizzanti legano V ma essendo questa una

3

porzione variabile, muta molto facilmente in modo tale da non essere

riconosciuta dagli Ab. V fa da scudo ad una regione costante che serve invece

3

per l’ingresso virale.