Riassunto di Virologia: Infezioni Respiratorie ed Epatiti Virali

Virologia

Cavità respiratorie

Cavità nasale Cavità orale faringe laringe trachea bronco primario bronco terminale Dotti alveolari Respiratory bronchiole alveoli

Infezioni delle vie respiratorie

INFEZIONI DELLE VIE RESPIRATORIE (Le infezioni delle vie respiratorie sono la causa principale di malattia nelle persone anziane e nei bambini)

Agenti virali patogeni principali

• Orthomixovirus
• Paramixovirus [virus parainfluenzali, Virus del morbillo (durante la fase iniziale) Metapneumovirus, Virus respiratorio sinciziale, Hantavirus]
• Rhinovirus
• Coronavirus
• Adenovirus
• Virus erpetici [Virus dell'Herpes Simplex, Virus di Epstein Barr, Citomegalovirus (in ospiti immunocompromessi)]

Accertamenti microbiologici: materiali

I materiali più frequentemente analizzati sono costituiti da: Essudato, o muco naso-faringeo prelevato per aspirazione o mediante tampone sterile; Broncoaspirato, ottenuto in corso di broncoscopia Aspirato transtracheale, mediante puntura transtracheale Tessuto polmonare da prelievi bioptici (durante un intervento chirurgico) I campioni devono essere analizzati subito o mantenuti in appropriate condizioni di temperatura in appositi terreni di trasporto.

Accertamenti microbiologici: metodi

La ricerca può essere effettuata: Mediante metodi classici attraverso l'isolamento su colture cellulari ** Tecniche di immunoistochimica (ricerca mediante ATC monoclonali di ATG virali specifici nelle cellule epiteliali di sfaldamento o in biopsie tissutali) ** Tecniche molecolari (PCR e simili) Indagini sierologiche (ricerca di IgM, o diagnosi retrospettiva su due campioni prelevati a tempi diversi per evidenziare un significativo movimento anticorpale)

Orthomyxovirus - Virus dell'Influenza

Caratteristiche genomiche: RNA- a singola elica segmentato (8 segmenti nel tipo A) Dotato di pericapside sul quale sono esposte le due glicoproteine (HA e NA) fondamentali per l'entrata del virus, l'espressione antigenica e la diffusione dell'infezione. 3 distinte specie antigeniche: A, B, C. Influenza A infetta uomo, equini, suini, uccelli (responsabile delle pandemie), B e C infettano solo l'uomo.

Replicazione del virus influenzale

1 Le proteine P virali scindono le sequenze 5' terminali, lunghe 10-13 nucleotidi, dall'mRNA della cellula ospite. 5' CAPPUCCIO: 3' mRNA della cellula ospite con cappuccio RNA virale (-) CAPPUCCIO 2 I frammenti oligonucleo- tidici sono poi utilizzati come innesco per la sintesi degli mRNA virali. RNA virale (-) RNA virale (+) Traduzione in proteine virali nel citoplasma 3 In tal modo, ciascun mRNA virale è composto da una breve sequenza 5' di RNA contenente un cappuccio metilato, derivata dall'ospite, legata ad una sequenza di RNA più lunga, codificata dal virus, la quale corrisponde per lunghezza al segmento genomico da cui è stata trascritta. Replicazione: Pur essendo virus a RNA replicano nel NUCLEO. Il virus entra per endocitosi (legame HA-acido sialico) viene spoliato da enzimi lisosomiali; gli 8 frammenti genomici migrano nel nucleo dove vengono tutti copiati dalla RNA-pol-RNA- dip virale in RNA+. I messaggeri escono nel citoplasma e la pol attacca ai nuovi mRNA virali il cappuccio in 5' tolto ai messaggeri della cellula ospite utilizzandolo come innesco della sintesi. (-)RNA 3 Trascrizione (Reeee) 8 ((+) RNA)8 1 2 Spogliazione Legame Cap-mRNA-poly A 5 Replicazione Nucleo Sintesi proteica NS1 NS2 PB1 ER PB2 4 PA NP HA Golgi NA M1 M2 m mmm HA NA 7 Uscita per % gemmazione odda Dopo la traduzione degli mRNA virali le proteine virali migrano nel nucleo, avviene la replicazione degli 8 segmenti di RNA genomico e l'assemblaggio del nucleocapside. Le proteine HA e NA vengono esposte sulla membrana citoplasmatica, i nucleocapsidi escono dal nucleo e gemmano dalla membrana citoplasmatica modificata i nuovi virioni. 6 Assemblaggio X X

Antigeni del virus influenzale

EMOAGGLUTININA (HA): Lega il recettore, l'acido sialico della membrana cellulare. Si lega anche ad essudati, liquidi biologici ed a glicoproteine sieriche (inibitori aspecifici). 15 diversi tipi antigenici, ma solo H1, H2 e H3 sembrano circolare nell'uomo, gli altri si trovano spesso in ceppi aviari. Anticorpi contro HA proteggono dall'infezione NEUROAMINIDASI (NA): Taglia i residui di acido sialico a cui sono attaccate le particelle virali neoformate, consentendo il rilascio del virus. Inoltre degrada l'ac. neuroaminico (componente del muco), liberando le particelle virali dal muco -> Il virus può raggiungere le cellule bersaglio. 9 diversi tipi antigenici, ma solo N1 e N2 sembrano circolare nella popolazione umana Anticorpi contro NA non prevengono la malattia, ma ne riducono la gravità. ANTIGENI b H TRIMER N TETRAMER cell-binding site in surface pocket antigenic sites (covering head) catalytic site antigenic sites head fusion activation site hydrophobic regions (membrane anchoring sites) stalk lipid bilayer matrix protein

Variazione antigenica di HA e NA

HA e NA possono variare i propri caratteri antigeni: Antigenic drift: modificazioni leggere e frequenti (mutazioni puntiformi) -> gli ATC reagiscono più debolmente verso gli ATG. Antigenic shift: drastico cambiamento per riassortimento genico (possibile SOLO nei virus a RNA a genoma segmentato). E' il fenomeno alla base delle pandemia. Quando virus diversi infettano la stessa cellula (in un ospite che ha i recettori per entrambi i virus), la progenie può incapsidare frammenti genomici di entrambi i virus, originando un virus con diverso assetto antigenico e diverso potenziale patogenetico. Avviene solo con Ortomixovirus di tipo A, che possono infettare specie animali diverse (nel maiale che possiede i recettori per il virus umano e per il virus aviario) Antigenic drift 2. Antigenic Shift H3N2 HA HA I NA NA 8 RNA segments membrane cell H5N2 HA possible new virus from genetic reassortment I NA H5N1

Farmaci anti-influenza

Amantadina e Rimantadina: Prevengono l'uncoating interagendo con la proteina M2 della matrice. Sono efficaci solo contro influenza A , provocano spesso effetti tossici, e selezionano rapidamente mutanti resistenti. Tamiflu e Zanamivir: Inibitori della neuroaminidasi, che è necessaria per il rilascio del virus dalla cellula infettata: l'infezione non può diffondere alle altre cellule

Diagnosi di influenza

DIAGNOSI · Isolamento virale in colture di cellule (proprietà emoadsorbenti). · Identificazione mediante prove di inibizione dell'emoagglutinazione utilizzando sieri noti · Diagnosi rapida mediante ricerca di ATG virali (IFA o ELISA) oppure del genoma mediante rtPCR dalle secrezioni faringo-bronchiali · Sierologia per studi epidemiologici Flu Virus with Neuraminidase Inhibition Flu Virus Neuraminidase (protein)

Influenza: pandemia

Epidemia: epi (su) + demos (popolo). Malattia che compare improvvisamente e colpisce una collettività di individui per un certo periodo di tempo, e poi sparisce. Pandemia: pan (ogni). Epidemia che si diffonde rapidamente in tutto il mondo, con alto numero di casi e mortalità elevata.

Origine delle pandemie influenzali

Origine delle pandemie Influenzali (da Belshe NEJM 2005) 1918 "Spanish influenza" 1957 "Asian influenza" - 1968 "Hong Kong influenza" Next pandemic influenza HIN1 influenza virus H2N2 influenza virus H3N2 influenza virus HZN2 wvian wifes HINE hamza virus HONZ human virus Avianı virus of HINZ human viru Bird-to-human transmission of HIN] virus Avian virus Reassortment Reassortment Hemagglutinin Neuraminidanse I I W ? All & genes new or further derivative of 1918 virus All & genetic segments thought to have originated from avian influenza virus 3 new genetic segments from avian influenza virus introduced (HA, NA, PB1): contained 5 RNA segments from 1918 2 new genetic segments from avian influenza virus introduced (HA, PBI); contained 5 RNA segments from 1918 H3 avian virus

Influenza "suina", "messicana"

2009. Si tratta di un nuovo sottotipo virale, che contiene sequenze di virus suini, aviari ed umani, con trasmissione interumana. Al 2013 la stima delle vittime totali è di 400.000 con una prevalenza di giovani adulti.

Influenza "AVIARIA"

Influenza "AVIARIA" (tacchini, uccelli selvatici, ecc.) S1 S4 S7 S2 S5 S8 S3 S6 Aviaria nord americana Umano H3N2 Maiale A1 A5 A2 A6 A3 A7 A4 A8 H1 H5 H2 H6 H3 H7 H4 H8 Precedenti riassortanti Precedenti riassortanti A1 H4 S7 H2 S5 S8 A3 H6 A1 S4 S7 H2 A3 ES1 ES4 ES7 ES2 ES5 ES8 ES3 ES6 S5 S8 H6 Riassortimento triplo Suino H1N2 Suino euroasiatico H1N1/H3N2 Malattia molto grave, gastrointestinale e sistemica oltre che respiratoria: Mortalità ~100% [Edema, tracheite emorragica, congestione muscolare, congiuntivite, lesioni renali, emorragie a livello delle mucose e nel tessuto linfoide]. Respiratoria Trasmissione Feci I Virus aviari sono distinti in due tipi, a seconda del potenziale patogenetico (basso, LPAI o alto, HPAI): Quelli HPAI hanno nell'HA una sequenza di Aa basici che, attivata da diverse proteasi cellulari, consente l'infezione disseminata. A1: PB2 H2: PB1 A3: PA S4: H1 S5: NP ES6: N1 ES7: M S8: NS Virus umano A/California 04/2009 Infezione comune nei volatili, per la popolazione umana rappresenta una infezione emergente. Il virus sopravvive per circa 10 giorni nelle feci infettate, ma anche in acqua e suolo contaminati. Inattivato dal calore (70℃) quindi non c'è trasmissione con i cibi cotti. A1 S4 ES7 H2 S5 S8 A3 ES6

PARAMYXOVIRUS - caratteri generali

Genoma: unica molecola di RNA singola elica (-), relativa stabilità genetica (in confronto agli Orthomyxovirus). Un grande virione (circa 200 nm), nucleocapside elicoidale, inviluppo pericapsidico. Attività infettante labile a temperatura ambiente (2-4 ore). TRASMISSIONE: Aerosol. REPLICAZIONE: vie aeree sup. 5 generi: Parainfluenzavirus, Rubulavirus (Parotite), Morbillivirus (Morbillo) Pneumovirus (V. respiratorio sinciziale, RSV), Henipavirus (v. Hendra, Nipah), Metapneumovirus. Glicoproteina maggiore (HN, H, G) (proteina di attacco del virus) Glicoproteina minore (fusione [F]) Doppio strato lipidico 00 Nucleocapside- 0000 00 Proteina della matrice (M) 1 3 generi si distinguono per l'attività della proteina d'attacco: · HN · H · G I virus replicano nel citoplasma. Escono per gemmazione senza lisare la cellula. Inducono la fusione: cellule giganti polinucleate.

Virus della PARAINFLUENZA

Malattia: Infezione limitata alle vie respiratorarorie (soprattutto superiori) e trasmessa mediante aerosol infetto: i virus parainfluenzali non danno infezione sistemica ne viremia. Epidemie limitate. L'immunità conseguente all'infezione è di breve durata. LO SPETTRO D'OSPITE E' LIMITATO ALL'UOMO. Non esistono vaccini.

Diagnosi di laboratorio del virus parainfluenzale

DIAGNOSI DI LABORATORIO · Il virus può essere isolato da lavaggi nasali o secrezioni respiratorie e cresce bene in colture primarie di cellule di rene di scimmia. Il trasporto in laboratorio deve essere veloce perchè i virioni sono labili . Nelle cellule degli aspirati nasali è possibile ricercare gli ATG virali mediante IFA o il genoma virale mediante rt-PCR. · L'emoagglutinina induce emoadsorbimento ed emoagglutinazione