Virologia veterinaria

Trasmissione delle infezioni virali

Trasmissione verticale: trasmissione da madre a feto, durante la gravidanza (virus esogeni), durante la riproduzione (virus endogeni), durante il parto o durante l'allattamento

Trasmissione orizzontale: avviene mediante contatto diretto (leccamento, graffi, morsi, rapporti sessuali), via indiretta (vettori biologici), via iatrogena (dovuta alla contaminazione di strumenti in ambito medico) e via aerogena (gocce di vapore acqueo, polvere)

Le possibili vie d'ingresso sono soluzioni di continuo di cute e mucose (generalmente rimangono a livello epiteliale), via gastrointestinale, via parenterale, via sessuale o respiratoria. I virus possono replicarsi nel sito di ingresso o disseminarsi. Le infezioni disseminate si possono diffondere per tre vie principali: linfatica, ematica e neuronale

Le tappe dell'infezione virale sono:

• Sito di infezione, dove il virus compie una prima replicazione
• Via linfatica/ematica/neuronale, che porta a una seconda stazione, spesso un linfonodo

dove avviene una seconda replicazione. Da qui il virus viene distribuito a tutti gli organi, dove si ha una terza replicazione. Il virus si dissemina di nuovo e va a localizzarsi nello specifico tessuto bersaglio, dove si ha ancora replicazione. Le infezioni virali si distinguono in: - Infezioni acute: danno sintomi gravi dopo poco tempo dall'infezione, al seguito dei quali l'animale può guarire o morire. Generalmente, in caso di sopravvivenza, determinano l'instaurarsi di un'immunità duratura, caratterizzata sia da una componente umorale che cellulo-mediata. I danni cellulari sono variabili, ad esempio alterazioni delle membrane cellulari, alterazioni del citoscheletro, interferenze con la sintesi proteica, inibizione della sintesi di DNA o mRNA, induzione dell'apoptosi o citolisi. Alcuni di questi effetti, come la citolisi, sono dovuti alla stessa risposta immunitaria. Altre funzioni sono invece stimolate: proliferazione delle membrane cellulari.

induzioni di enzimi per la sintesi di DNA, attivazione di oncogeni. Alcuni virus predispongono l'ospite a subire infezioni batteriche secondarie, mentre altri causano immunosoppressione.

Infezioni persistenti: il virus permane nell'organismo ospite per un tempo molto prolungato e costituiscono fonti di contagio per altri animali. Generalmente non causa sintomi gravi e questo rende gli animali difficili da individuare, anche se ci possono essere fasi in cui il virus si riattiva e torna a dare sintomi. Le infezioni persistenti si dividono ulteriormente in:

• Infezioni latenti: i virioni completi sono evidenti solo durante le riacutizzazioni, mentre negli altri momenti il genoma è integrato in quello dell'ospite.
• Infezioni croniche: i virioni completi sono sempre evidenti ma la loro eliminazione può essere intermittente e la sintomatologia è lieve.
• Infezioni lente: si ha un progressivo aumento del numero di particelle virali, e fino a quando non si ha una

Certa carica virale il soggetto non ha sintomi, ma può comunque eliminare il virus.

Le cause di persistenza del patogeno sono l'assenza di agenti molto immunogeni, l'integrazione del proprio acido nucleico nel genoma dell'ospite, la capacità del virus di replicarsi in siti protetti dove il sistema immunitario non arriva, la capacità di eludere il sistema immunitario, mutazioni antigeniche frequenti o il passaggio da una cellula all'altra non per lisi cellulare ma con fusione delle membrane. Cause di persistenza legate all'ospite sono difetto nella risposta anticorpale o di CTL, replicazione all'interno dei macrofagi, alterata espressione dell'MHC I.

Ciclo replicativo dei virus: ogni famiglia ha un proprio ciclo replicativo ma in generale si possono identificare 7 fasi

1. Adsorbimento: il virione si lega alla cellula da infettare nei siti di assorbimento, formati dagli antirecettori virali (capsomeri, proteine dell'envelope) uniti a recettori superficiali della

cellula ospite, proteici omeno. In base alla capacità dei virus di legare più recettori si parla di tropismo più o meno ampio. Se il virus ha antirecettori che legano più tipi cellulari è a tropismo ampio, al contrario invece si parla di tropismo stretto. Non tutti i virus riescono a legare e poi penetrare nella cellula utilizzando un singolo recettore, in alcuni virus servono due tipi di recettori:

• recettori primari: il legame è reversibile e fa in modo che sulla superficie della cellula ci sia una concentrazione molto ampia di virioni. Non sono strettamente necessari per la penetrazione del virus, ma la loro presenza aumenta l'infettività del virus visto che porta a una elevata concentrazione di virioni in prossimità del recettore secondario
• recettori secondari: formano legami irreversibili e consentono al virione di penetrare nella cellula tramite endocitosi o fusione dell'envelope con la membrana

2) Penetrazione: è un

Il processo attivo che richiede energia e avviene in modo diverso a seconda che si tratti di un virus nudo o con envelope.

Per i virus nudi, in vicinanza dei siti di adesione si ha un accumulo di una proteina di membrana chiamata clatrina, che determina l'invaginazione della membrana cellulare e la formazione di un endosoma che ingloba il virus e si fonde poi con un lisosoma. In altri casi, il virus forma l'endosoma e il legame tra recettore e antirecettore determina una modificazione degli altri capsomeri e la formazione di un poro in cui viene rilasciato il genoma.

Per i virus con envelope, avviene con due modalità:

• PH indipendente: il legame con il recettore genera una modificazione delle proteine dell'envelope, che favorisce una fusione del doppio strato fosfolipidico dell'envelope con quello della cellula ospite. A seguito della fusione si ha la liberazione del genoma, a seguito della rottura del capside.
• PH dipendente: il legame con i recettori forma un endosoma in cui...

Il virus è inglobato con il suo envelope. L'endosoma si fonde con il lisosoma e gli enzimi litici abbassano il pH modificando l'envelope e favorendo la fusione delle membrane, a seguito della quale avviene la liberazione del capside nel citoplasma. Nel caso dei virus influenzali, per esempio, l'abbassamento del pH causa l'attivazione delle proteine M2, che formano dei canali per il passaggio di protoni, che determina una modificazione del pH del virus alterando le interazioni tra HA (emoagglutinine) e M1, e tra M1 e ribonucleoproteine del capside. Queste alterazioni rendono più lasso le strutture e si ha una fusione dell'envelope con la membrana dell'endolisosoma, il distacco del capside e il rilascio del core nel citoplasma. Le proteine rilasciate dai virus possono portare alla fusione delle cellule adiacenti formando sincizi.

3) Scapsidazione: è un processo che riguarda i virus con envelope, dal momento che nei virus nudi è associata

alla penetrazione. Può avvenire in diversi momenti e in diverse sedi, e essere incompleto. Alcuni virus hanno la capacità di indurre la cellula a trasportare il genoma verso il nucleo, spesso tramite il citoscheletro

4) Replicazione: dipende dal tipo di acido nucleico. I virus a doppio filamento di DNA si replicano a livello nucleare e solo in pochi casi si replicano nel citoplasma e in questo caso devono essere in grado di codificare per alcuni enzimi specifici, come le polimerasi. I virus a RNA si replicano nel citoplasma e devono codificare per RNA polimerasi RNA-dipendenti, ossia enzimi in grado di sintetizzare RNA a partire da un ostampo di RNA. Ci sono virus che esprimono RNA policistronici, oppure con genoma segmentato. I virus che sintetizzano mRNA monocistronici sono necessari sistemi di taglio delle proteine sintetizzate. Ci sono raricasi di virus a RNA che si replicano a livello nucleare che devono possedere la trascrittasi inversa. Alcuni virus, sia a RNA che RNA

hannouna strategia a tempi diversi. Per esempio replicazione in due tempi con proteine precoci (necessarie per la replicazione) e poi proteine tardive (strutturali). Altri virus si replicano in tre tempi, con geni precoci immediati, geni precoci e geni tardivi

Fasi della replicazione:

• Virus a dsDNA (classe I): sono a doppio filamento di DNA, divisi in due tipi, uno che compie la replicazione a livello nucleare, sfruttando gli enzimi cellulari, producendo proteine in fasi differenti. Hanno un variabile grado di dipendenza dalla cellula. Altri virus si replicano nel citoplasma, e sono dotati di enzimi di trascrizione e per la replicazione.
• Virus a ssDNA (classe II): hanno un solo filamento di DNA e possono essere a polarità positiva o negativa (stampo per mRNA). La replicazione avviene a livello nucleare e si ha per prima cosa la formazione del secondo filamento di DNA. Si ha inizialmente un doppio filamento chiamato intermedio replicativo, da cui si ricavano mRNA che subiscono splicing.

alternativi per la sintesi di diverse proteine, strutturali o meno. Quelle non strutturali entrano nel nucleo.

- Virus a dsRNA (classe III): sono a doppio filamento di RNA e hanno genoma segmentato. Innanzitutto si ha la traduzione di proteine a livello citoplasmatico quando il capside ancora non è stato del tutto degradato. Sono in grado di codificare per RNA polimerasi RDA dipendente.

- Virus a ssRNA (classe IV): comprende filamenti di RNA singolo a polarità positiva. Vi sono virus in cui il genoma funge direttamente da RNA messaggero e viene prodotta una poliproteina che poi sarà tagliata. Altri virus hanno RNA tradotto in due momenti distinti, con prima sintesi di proteine non strutturali e poi strutturali.

- Virus a ssRNA (classe V): virus a singolo filamento di RNA a polarità negativa. Le modalità di replicazione variano a seconda del fatto che il genoma sia segmentato o meno. Quelli con genoma non segmentato sono già dotati di RNA polimerasi che inizia

• I virus a ssRNA positivo (classe IV): sono virus a singolo filamento di RNA positivo. Il loro genoma funge direttamente da mRNA per la sintesi delle proteine virali. Questi virus possono essere divisi in due sottoclassi: quelli con genoma non segmentato e quelli con genoma segmentato. Nei virus con genoma non segmentato, l'RNA polimerasi sintetizza proteine virali direttamente nel citoplasma. Nei virus con genoma segmentato, l'RNA polimerasi sintetizza mRNA policistronici e un RNA a filamento positivo che funge da stampo per la replicazione. Le proteine del capside sono prodotte nel citoplasma e poi veicolate nel nucleo, dove inglobano gli RNA genomici.
• I virus a ssRNA diploide (classe VI): sono virus a singolo filamento di RNA diploide. Posseggono la retrotrascrittasi inversa e a questa classe appartengono i retrovirus, a polarità positiva e non segmentati. Il genoma penetra nel citoplasma e viene retrotrascritto a DNA, passando per un intermedio ibrido DNA/RNA. Questo DNA si circolarizza ed è veicolato all'interno del nucleo, dove viene integrato nel genoma della cellula grazie alle integrasi virali. Una volta integrato prende il nome di provirus.