Virologia veterinaria

Virologia

I virus sono dei microorganismi ancora più semplici rispetto ai batteri, non definibili come cellule. Le dimensioni variano dai 10 ai 300 nanometri e sono parassiti obbligati. Possono infettare batteri (e si chiamano batteriofagi), piante e animali. Sono stati identificati grazie a studi condotti su malattie delle piante; il primo ad essere isolato è stato il virus del mosaico del tabacco. Si possono isolare con metodi quali l’ultracentrifugazione, e si possono osservare solo al microscopio elettronico, spesso tramite colorazioni costituite da metalli pesanti, come l’argento.

Struttura

I virus si distinguono in:

• Virus nudi: sono costituiti da un core, rappresentato dall’acido nucleico, rivestito da una struttura proteica che si chiama capside. L’insieme di core e capside forma il nucleo capside.
• Virus rivestiti: hanno una struttura con core, capside e ancora più esternamente presentano l’envelope.

Esistono in due forme:

• Extracellulare: chiamati virioni, in questa fase i virus sono particelle complete e infettanti.
• Forma intracellulare: può essere non ancora incompleta e non infettante.

I virus possono avere acidi nucleici DNA o a RNA, ed entrambi i tipi possono essere a doppio o a singolo filamento. Alcuni virus particolari hanno un genoma a RNA ma sintetizzano poi un DNA, e possono integrarsi nel genoma della cellula ospite sotto forma di DNA a doppio filamento. La forma può essere lineare, a filamento o frammentata. Le dimensioni del genoma vanno da 1,7 a 200 kbp. Spesso presentano delle sequenze terminali invertite o ripetute che servono per la circolarizzazione del genoma. Sono presenti introni e sequenze regolatrici. I virus a RNA solitamente hanno genoma molto piccolo, da 1,7 a 33 kbp, spesso a singolo filamento e subiscono spesso ricombinazione. Gli acidi nucleici sono polari e indicano l’identicità dell’acido nucleico rispetto all’RNA messaggero: i filamenti di mRNA che hanno la stessa sequenza dell’acido nucleico hanno polarità positiva, se sono complementari sono a polarità negativa. In alcuni casi la polarità è ambisenso.

L’involucro, il capside, è composto da monomeri che prendono il nome di capsomeri, che possono essere o tutti uguali o di diverso tipo. In base a come si organizzano i capsomeri si riconoscono diversi tipi di strutture di virus, in particolare virus a simmetria elicoidale, icosaedrica o complessa. I capsomeri si assemblano per autoassemblaggio, nei virus più semplici, oppure in modo più elaborato e richiedente energia o strutture proteiche aggiuntive.

• I virus a simmetria elicoidale hanno capsomeri tutti uguali che si autoassemblano a spirale. Nel capsomero stesso c’è una porzione concava che ospita l’acido nucleico. I virus elicoidali capaci di infettare sono tutti dotati di envelope e possono avere una struttura rigida o flessibile.
• I virus a simmetria icosaedrica assumono forma di icosaedro, con 12 vertici e 20 facce, ossia quello che più si avvicina a una forma sferica e quindi è in grado di occupare un maggior volume. I capsomeri possono essere tutti uguali o diversi. Ogni singolo capsomero è formato da unità più piccole che si uniscono in numero variabile. Quando formano un pentamero vanno a costituire i vertici dell’icosaedro, mentre gli esameri formano le facce.

I virus rivestiti posseggono l’envelope, un rivestimento di natura lipoproteica, esterno al capside. La componente lipidica è presa dalla cellula infettata (ed è molto sensibile ai solventi), mentre la componente proteica è di origine virale. In pratica è costituito da membrana cellulare e proteine virali. Le proteine dell’envelope prendono in nome di peplomeri, che possono essere di vari tipi: spike (sporgenti e appuntite), knobs (di forma globosa) o canyons (sono delle invaginazioni sulla superficie). Servono per permettere al virus di agganciarsi alla cellula ospite e penetrarvi. Tra i peplomeri ci sono anche le emoagglutinine, le neuroaminidasi e le proteine M, che danno rigidità all’envelope e spesso collegano l’envelope al capside.

Proteine e carboidrati

I virus sono formati da proteine che si dividono in:

• Proteine strutturali: danno la forma al virus e costituiscono capside ed envelope, oltre ad essere associate al core.
• Proteine non strutturali: enzimi per replicazione/per modificazioni post-traduzionali/che interferiscono con la sintesi proteica della cellula/induzione o inibizione di apoptosi; oncogeni, virochine; fattori di virulenza.

Sono presenti carboidrati legati sia ai lipidi che alle proteine, e formano glicolipidi, glicoproteine o mucopolisaccaridi.

Rapporti tra virus e ospite

Ci sono due tipi di trasmissione:

• 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.

Tipi di infezioni virali

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 di...