Plus Sense RNA Viruses

Plus Sense RNA Viruses
Family
Genome
Corona
Toga/Flavi
Picorna
Calici
<-------------------------------------------ss (+) RNA--------------------------------------------->
Capsid symmetry
Helical
Envelope
e.g.
<----------------------Yes-------------------->
Human corona
Rubella virus
virus
Hepatitis C virus
Retro
Diploid (+) RNA
<--------------------------------------Icosahedral------------------------------------------------->
<---------------------No---------------------->
Polio
Norwalk agent
Hepatitis A virus
Hepatitis E virus
Yes
HIV-1
PICORNAVIRIDAE
Nome: 'Pico (Greco = piccolissimo) RNA Virus'.
I Picornavirus sono tra i virus con più membri (> 200 sierotipi)
Sono tra i virus più “antichi” (bassorilievo egizio ca. 1400 B.C.)
FMDV è stato uno dei primissimi virus identificati - Loeffler andFrosch 1898.
La poliomielite è stata la prima malattia ad eziologia virale riconosciuta Landsteiner
and Popper, 1909 (anche se il virus è stato isolato solo nel 1930)
www.fisiokinesiterapia.biz
PICORNAVIRIDAE
Dimensione: 20 – 30 nm
Simmetria: icosaedro molto compatto con 60
capsomeri ciascuno formato da 4 proteine
(VP1,2,3,4) tutti derivanti dal taglio di un unico
precursore
SENZA PERICAPSIDE
FAMIGLIA DEI
PICORNAVIRIDAE
DEI 9 GENERI, 4 INTERESSANO L’ UOMO:
• ENTEROVIRUS: infezioni SNC, cuore, scheletro, cute,
mucose
• RHINOVIRUS: raffreddore comune
• HEPATOVIRUS: epatite A
• APHTOVIRUS: afta epizootica ( rara nell’uomo )
•
Genoma
GENOMA: RNA ( + ) MONOCATENARIO 7,7 Kb (circa 10 proteine)
Ad entrambi gli estremi vi è legata in forma covalente una proteina
virale VPg di 23aa
Il genoma è infettante
RNA VIRIONE: 1 SOLA ORF
1 LUNGA POLIPROTEINA
4 PROTEINE STRUTTURALI: VP1, VP2, VP3, VP4, VPg
•Tra le non strutturali RNA pol RNA dip
REPLICAZIONE CITOPLASMATICA (anche in cellule enucleate)
In 6-8 ore un ciclo replicativo è compiuto
USCITA PER LISI
Recettori
Virus
Rinovirus umano
Rinovirus umano
Poliovirus
CoxackieA
Echo
Echo
EMCV
Sierotipi
91
10
3
3
2
6
1
Recettore
ICAM1
LDLR (low density lipoprotein receptor)
CD155 (IgG like)
ICAM1
VLA-2 (integrine-like)
DAF (decay accellerating factor)
VCAM (Adhesion molecule)
Teoria del canyon
Canyon: solco in cui è situato il sito di legame con il recettore cellulare
Interazione con il recettore e internalizzazione
Traduzione
Shutoff
The kinetics of Picornavirus replication are rapid, the cycle being completed in
from 5-10 (typically 8) hours. Genomic RNA is translated directly by polysomes,
but ~30 min after infection, cellular protein synthesis declines sharply, almost to
zero, this is called 'SHUTOFF' - the primary cause of c.p.e:
Shutoff of host cell translation is due to cleavage of the cellular protein eIF-4G,
a component of the 220kD 'cap-binding complex' (CBC or CBP).
This cleavage is carried out by enterovirus & rhinovirus 2A proteinases and the
aphthovirus L proteinase.
Cleavage of eIF-4G prevents the complex binding the cap structure and the 43S
complex.
However:
The long picornavirus 5' UTR contains an IRES: Internal Ribosome Entry Site
The IRES forms an elaborate secondary structure which can bind ribosomes and
deliver them directly to the polyprotein initiation AUG without scanning upstream
sequences - in a cap independent mode.
The polyprotein produced is initially cleaved by the P2A protease into P1 & P2P3
peptides. Further cleavage events are carried out by 3C - the main picornavirus
protease. All of these cleavages are highly specific (drug target!):
Replicazione del genoma
RNA polimerasi RNA dipendente
PICORNAVIRIDAE
Generi
Sierotipi
Aphtovírus
7
Enterovirus
111
Epatovirus
2 (1 umani, 1 scimmia)
Rhinovirus
105
??
3
Totale
230 virus
ENTEROVIRUS
DIFFUSIONE ORO/ FECALE; SONO ACIDO-RESISTENTI
GRUPPO
NUM. SIEROTIPI
POLIOVIRUS
3
COXSACKIEVIRUS A
B
23
6
ECHOVIRUS
31
“NEW” ENTEROVIRUS
5*
* Denotati con i numeri 68 - 72 (72 HAV Epato)
Nonostante la loro capacità di replicarsi nell’intestino (da cui gli
deriva il nome), la patologia gastro-enterica è poco frequente in
questi virus
ENTEROVIRUS
Trasmissione oro/fecale
7/14 giorni
Replicazione nell’oro/faringe
e nel canale alimentare
Replicazione nelle tonsille e nelle
Placche del Peyer
----Ac----
Viremia transitoria
ORGANI BERSAGLIO
SNC
midollo
meningi
miocardio
cute
INIZIO:
ORO FARINGE / TRATTO ALIMENTARE
TONSILLE / PLACCHE PEYER
ATTIVA LA RISPOSTA IMMUNE CHE
E’ MOLTO ABBONDANTE
REPLICAZIONE N EL TESSUTO LINFOIDE
DIFFUSIONE LINFO EMATICA
ORGAN I BERSAG LIO
SNC
MIDOLL O
ENCEFALO
POLIOVIRUS
+ NEUROTR OPO
CUTE
MIOCARDIO
MENINGI
ENTEROVIRUS:
Sintomatologia delle infezioni
Sintomi precoci comuni
Febbre
Malessere
Cefalea
Nausea
Fotofobia
Dolori addominali
Segue (dopo 2 giorni circa)
Rigidità del collo
Vomito (a volte)
ENTEROVIRUS: tropismo
Nel canale alimentare:
Cellule Epiteliali
Cellule linfoidi
SNC:
Neuroni
PATOGENESI
Distruzione dei tessuti per grave citolisi virus-indotta
•INFEZIONE DELLE MUCOSE DELLE VIE AEREE SUPERIORI, DELLA
CONGIUNTIVA E DEL CANALE ALIMENTARE: INVASIONE DIRETTA
•INFEZIONI GENERALIZZATE (SNC, CUORE) COMPORTANO LA FASE
VIREMICA
•LA DISTRUZIONE DEL TESSUTO: SOPRATTUTTO CITOLISI
ENTEROVIRUS:
Eliminazione del virus
Orofaringe : da 1-2 giorni prima dei sintomi
fino a 1-2 settimane dopo la loro scomparsa
Feci:
da molte settimane ad alcuni mesi dopo la scomparsa
della sintomatologia
ENTEROVIRUS: Diagnosi di infezione
La diagnosi è solo di laboratorio
•
Isolamento del virus : tampone faringeo, saliva, feci, CSF
inoculo in cellule VERO
grave effetto citopatico in 1 giorno
IIF con mAB
•
PCR (RT) in CSF: quando c’è sospetto di meningite
•
Sierologia: Microneutralizzazione solo nei confronti del sierotipo
ipotizzato o identificato
CRESCITA
POLIOVIRUS : CRESCE BENE IN CELLULE UMANE E DI SCIMMIA
COXSACKIE A : CRESCONO SOLO NEL CERVELLO DI TOPINI ( MORTE )
COXSACKIE B : CRESCONO IN CELLULE IN VITRO
ECHOVIRUS : CRESCONO IN CELLULE IN VITRO
.
NON SONO PATOGENI PER IL TOPINO
POLIOVIRUS
• PRIMO VIRUS DELLA famiglia Picornaviridae ad essere isolato nel 1948
(Premio NOBEL a Enders, Weller e Robins)
• Esistono 3 sierotipi: 1,2,3
• RECETTORE: PROTEINA DELLA SUPERFAMIGLIA
DELLE IMMUNOGLOBULINE (CD155)
• REPLICAZIONE VELOCE ( 6 ORE ca. )
• USCITA PER LISI CELLULARE
Rilievo inciso su una tomba
egiziana della XIX dinastia
( circa 1400B.C.).
La deformità della flessione del
piede è caratteristica della
paralisi residua causata dalla
poliomelite
P O L IO M E L IT E
P O L IO S : G R IG IO
•
•
•
M U C L O S : M ID O L L O
T R A S M IS S IO N E P E R V IA R E S P IR A T O R IA M A P IU ’ E F F IC A C E P E R O R O / F E C A L E
IN C U B A Z IO N E 7 – 1 4 G G ( R A N G E 2 – 3 5 )
M A L A T T IA B IF A S IC A
IN F E Z IO N E
M A L A TT IA
S U B C LI N IC A
G U A R IG IO N E
F A S E M E N IN G IT IC A
M A L AT TIA M IN O R E
?
G U A R IG IO N E
S T AD I O M E N IN G IT ICO
SEQ UELE
P A R A L IT IC H E
M A L A TT IA
P A R A L IT I C A M A G G I O R E
M A L A T T I A M A G G IO R E
M ORTE
- D O P O L A D IF F U S IO N E L IN F O – E M A T IC A , D IF F O N D E S N C
- V IR U S C R E S C E / S I R E P L IC A N E I N E U R O N I:
D E G E N E R A Z IO N E E L IS I
D EG E N E R A Z IO N E D E G L I A S S O N I
C A U S A D E L L E P A R A L IS I
- L E C E L L U LE P IU ’ C O L P IT E : C E L L .D E LL E C O R N A A N T E R IO R I D E L M ID O L L O S P IN A L E
- O L T R E A L L A L IS I N E U R O N A L E C ’è : F O R T E R E A Z IO N E IN F IA M M A T O R IA
P R O L IF E R A Z IO N E M IC R O G L IA , E D E M A
Poliovirus
Primary site of infection is lymphoid
tissue associated with the oropharynx
and gut.
Virus production at this site leads to a
transient viraemia, following which the
virus may infect the CNS. This is of
interest because of this apparent 'dual
tropism' of the virus for two distinct cell
types - reflects the distribution of the
poliovirus receptor CD155 on cells
lymphoid/ epithelial cells in the gut and
on neurons in the CNS.
Replication of the virus in the CNS
occurs in the 'grey matter', particularly
motor neurones in the anterior horns of
the spinal cord and brain stem.
Distinctive 'plaques' produced in the grey
matter are due to lytic replication of the
virus & probably inflammation caused by
an over-enthusiastic immune response.
POLIOMIELITE ACUTA
Replicazione iniziale del virus nell’orofaringe e nel canale
alimentare
Viremia
SNC
Replicazione nei neuroni motori delle corna anteriori
Lisi neuronale e forte reazione infiammatoria con proliferazione
della microglìa ed edema
Manifestazioni tipiche della polio paralitica(2-4 giorni)
+ febbre e dolori muscolari
(fatale in 2-10% dei casi)
EPIDEMIOLOGIA
1) EPOCA PRE - VACCINALE
- EPOCA PRE – VACCINALE: SITUAZIONE EPIDEMICA
- PAESI CLIMA TEMPERATO: EPIDEMIE ESTIVE
- REGIONI TOPICALI:
EPIDEMIA DURANTE TUTTO L’ANNO
2) EPOCA POST – VACCINALE
LA POLIO PARALITICA E’ ANCORA PRESENTE
INCIDENZA MOLTO RIDOTTA : USA: 0,03 / 106
AFRICA: 200 / 106
VACCINAZIONE
a) VACCINO INATTIVATO ( SALK ): SN cellule VERO infettate coi 3 sierotipi +
richiede 3 dosi
+ formalina
b) VIVO ATTENUATO ( SABIN ):
3 dosi , orali
IgG sieriche
IgA secretorie
durata protezione
costo
vie di somministrazione
trasmissione involontaria
mutazione a virulenza
ripetuti passaggi in cellule VERO
IPV
inattivato
OPV
attenuato
+
_
media
alto
iniezione
_
_
+
+
lunga
basso
orale
+
? si ma rara
COXACKIEVIRUS
•Il nome deriva dal villaggio di Coxackie, nello stato di New York (USA)
dove essi furono isolati per la prima volta
•Due gruppi, basati sulla patologia nel topo:
Gruppo A: causa miosite acuta (infiammazione muscolare): 24
sierotipi
Gruppo B: causa placche degenerative nel cervello, muscolo,
pancreas (modello di induzione del diabete nel topo)
IPOTESI
- Cox B RESPONSABILE DEL DIABETE MELLITO INSULINO-DIPENDENTE (IDDM)
DISTRUZIONE AUTO-IMMUNE DELLE CELLULE BETA
- OMOLOGIA TRA PROT. DI Cox B ( Cox P 2 C) E L'ENZIMA ac glutammico
decarbossilasi (NELLE CELL. BETA): stimolazione autoreattiva di cellule T che
provoca l’inizio IDDM
Le madri di neonati che sviluppano molto precocemente IDDM hanno alti titoli di
anticorpi anti COX B.
•Nell’UOMO questi virus mostrano un andamento
stagionale con infezioni a carattere epidemico, per lo piu’
subcliniche, associate con meningiti, paralisi (di solito
meno severe della poliomielite acuta), miocarditi etc…
ERPANGINA ( FARINGITE VESCICOLARE Cox A: grave faringite con
vescicole grigie, febbre)
* MENINGITE ASETTICA ( Cox Q, A2, A4, A7, Ago, A10 : spesso con
esantema)
* MIALGIA EPIDEMICA ( Cox B : febbre, cefalea, dolori muscolari)
* MIOCARDITI E PERICARDITI (Cox B ) : prime settimane di vita: letali
* ESANTEMI ( Cox A4, A6, A9, A16 ): maculari, maculo / papulari; malattia
mano, piede, bocca, nel bambino, causata da CAV16
•RAFFREDDORE COMUNE ( Cox A21)
IDENTIFICAZIONE
DIAGNOSI ETIOLOGICA
ISOLAMENTO DEL VIRUS
PER Cox A
anche topino neonato
OROFARINGE
E FECI
PER Cox B
colt. cell.
Dopo l’isolamento:
identificazione:
1) pools di sieri immuni
2) singoli sieri del pool +
sierologia:
solo nei confronti del
seriotipo isolato
ECHOVIRUS
Enteric Cytopathic Human Orphan Viruses
Sembravano non essere associati a malattia nell’uomo
* MENINGITI ASETTICHE ( 4, 6, 9 possono residuare paresi)
* ESANTEMI MACULARI o MACULO PAPULARI (4, 9, 16 con
febbre e dolori muscolari)
* FARINGITI ( 11, 20)
ALTRI ENTEROVIRUS
* 68, 69, 70 :ESANTEMI VESCICOLARI (68: polmoniti/bronchioliti)
•70, 71: MENINGITI E MENINGO - ENCEFALITI
•70 : (GIAPPONE 1971) CONGIUNTIVITE EMORRAGICA
Impianto diretto nella congiuntiva diverso rispetto alle modalità di infezione di
tutti gli altri enterovirus ( oro - fecale )
* 71 : MALATTIE SIMIL -INFLUENZALI
* 71: PRIMA INFANZIA
* 72: virus dell’Epatite A
PARALISI FLACCIDA
SIMIL POLIO
Infezioni da Enterovirus nei bambini
Eliminati dalle alte vie respiratorie per 1-3 settimane e dalle feci per 8
settimane dopo l' infezione primaria
Trasmessi per via oro-fecale
eccezione: Cox A21 trasmesso per via respiratoria
Entero7 : contatti diretti con lacrime e secrezioni
Via oro-fecale diretta (scarse condizioni igienico-sanitarie)
o
indiretta (acqua o cibi contaminati)
•Malattie febbrili acute (60%)
•Meningite virale (>90% sono da CoxB ed Echo)
•Encefaliti (10-29%, soprattutto Cox.A)
•Mieliti (Entero71)
•Miopericarditi (Cox B)
•Congiuntiviti emorragiche (Entero 70, Cox A24)
•Infezioni neonatali (Cox B)
•Mano/piede/bocca: Cox A
•Diabete mellito? (Cox B)
RHINOVIRUS virus del RAFFREDDORE
IDENTIFICATI PIU’ DI 100 DIVERSI SIEROTIPI
LABILI Ph ACIDO• Termostabili , Stabili al freddo per anni ,
resistenti all' etere e cloroformio
•sensibili alla tintura di iodio e fenolo/alcool
NON CRESCONO A TEMPERATURE > 33° C ( INFETTANO SOLO LE
PRIME VIE AEREE )
Antigeni: 14 epitopi coinvolti nella neutralizzazione
Sono specie specifici, crescono in vitro solo in cellule umane e di
primati.
CRESCONO IN VITRO IN COLTURE DIPLOIDI UMANE A 33° C
CPE
focale
Ciclo replicativo: 7 ore circa 100 virus da 1 cellula infetta
• DIAGNOSI CLINICA. NO VACCINO.
Patogenesi:
l'unico tratto dell' albero respiratorio sensibile
Nasofaringe
I sintomi sono dovuti al danno dell’epitelio ciliato dell’ URT con
scarsa conseguenza di per sé, ma facilitando sovrainfezioni
batteriche
Incubazione: 1-4 giorni
il virus si replica alla superficie epiteliale della mucosa nasale e poi
(non sempre) della trachea.
A seconda della dose infettante l'andamento differisce.
no viremia
biopsia della mucosa nasale: edema del tessuto connettivo
subepiteliale con infiltrazione di cellule infiammatorie .
Se i Rhinovirus possono dare infezioni alle basse vie respiratorie è
ancora incerto.
L' immunità neutr. dopo 7-14 gg e persiste per soli 2-4 anni.
Scarsa cross-protezione tra i diversi sierotipi
Temporal quantitative virus shedding in nasopharyngeal wash specimens.
Results are means for serum antibody negative volunteors ínoculated by the
intranasal route with rhinovirus type 15. Volunteers in theearly-high group began
to shed virus on day i or 2; voLunteers in the late-low group began to shed virus
on day
Effetti citopatici da HRV
Relativamente scarsi effetti citopatici, sebbene
differiscano da ceppo a ceppo
INIBITORI DEGLI ENTEROVIRUS E RHINOVIRUS
Recentemente è stato un farmaco antivirale: PLECONARIL
Blocca l’uncoating, l’attachment e la trasmissione del virus infettante,
con un’ampio spettro anti EV e anti RV.
Elevata biodisponibilità quando somministrato oralmente
Inibisce il legame con ICAM-1
Inibisce attività della proteasi
Inibisce la formazione dei capsidi integrandosi nelle tasche idrofobiche
e interrompendo la maturazione del capside
Aftovirus
•Responsabili della malattia Piede/Bocca (AFTA EPIZOOTICA)
•una delle maggiori pestilenze economiche endemica in Asia, Africa, Medio
Oriente, Sud America e focolai sporadici ovunque.
•Febbraio 2001 : UK
•Infetta bovini, ovini, equini, suini, camelidi ... etc....
Virus molto infettivo, viene eliminato dalla saliva, feci, urina, latte, siero degli
animali infetti (presente anche nella carne)
Tenuta sotto controllo dalla vaccinazione che non è 100% efficiente (blocca
bene i sintomi, ma non I' eliminazione del virus)
Nell'UOMO:
•Occasionalmente trasmessa all' uomo (ZOONOSI), ma passa la barriera di
specie con gran difficoltà e poca efficienza.
•Contatti diretti e prolungati con il bestiame infetto: nessun pericolo per la
catena alimentare umana
•Incubazione 2-6 giorni
•Sintomi modesti (febbre, vescicole sui piedi e in bocca, anche lingua)
•Dura meno di una settimana
DA NON CONFONDERE CONLA MALATTIA MANO/PIEDE /BOCCA
causata daCoxsackie A virus.