Picornavirus. Picornaviridae famiglia. 5 generi. enterovirus cardiovirus rhinovirus aphthovirus hepatovirus

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Mattia Mazzoni
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1 Picornavirus Picornaviridae famiglia 5 generi enterovirus cardiovirus rhinovirus aphthovirus hepatovirus specie poliovirus mengovirus rinovirus FMDV-C virus dell epatite A coxsackievirus > 100 sierotipi echovirus >60 sierotipi uomo uomo uomo

poliovirus mengovirus rinovirus FMDV-C virus dell epatite A

2 Picornavirus Virus nudi capside icosaedrico nm a RNA singolo filamento a polarità positiva Proteine: 4 capsidiche VP1, VP2, VP3, VP4 (VP0 è il precursore) VPg (associata all acido nucleico) essenziale per la replicazione RNA polimerasi RNA dipendente Proteasi

VP3, VP4 (VP0 è il precursore) VPg (associata all acido nucleico)

3 Struttura dei picornavirus Il capside è formato da 60 capsomeri identici Ogni capsomero è costituito da 3 polipeptidi VP1, VP2, VP3 che in gruppi di 5 capsomeri costituiscono i 12 vertici. All interno del capside è associata un altra proteina, VP4

polipeptidi VP1, VP2, VP3 che in gruppi di 5 capsomeri

4 Organizzazione del genoma dei picornavirus Proteasi e ATPasi Proteasi e Polimerasi

5 Ribovirus con genoma positivo Schema di replicazione - RNA a singola catena con polarità di RNA messaggero: (+)RNA. - Può funzionare subito come mrna. - Il genoma virale ha due funzioni essenziali: 1) Agisce come mrna 2) Serve da stampo ad una molecola complementare di (-)(RNA) ad opera della polimerasi virale - (-)RNA a sua volta serve come stampo per la sintesi di (+)RNA identica al genoma virale - Le nuove molecole (+)RNA possono a loro volta servire come: 1)mRNA per altre proteine 2)genoma per i virus neoformati

- Il genoma virale ha due funzioni essenziali: 1) Agisce come mrna 2) Serve da stampo ad una molecola complementare di (-)(RNA) ad

7 Ciclo di replicazione dei picornavirus L mrna virale ha alta affinità per l apparato di sintesi proteica. Spiazza rapidamente gli mrna cellulari dai siti di sintesi proteica, causando una drastica interruzione (shut-off) delle biosintesi cellulari, seguito da un vigoroso effetto citopatico. Il montaggio delle particelle virali ha luogo nel citoplasma. Liberazione delle particelle neoformate per lisi delle cellule. Non tutte le particelle neoformate sono infettive! Spesso presenti particelle difettive interferenti.

biosintesi cellulari, seguito da un vigoroso effetto citopatico. Il montaggio delle particelle virali ha luogo nel citoplasma.

8 Interaction of poliovirus with its cellular receptor.

9 Model for poliovirus entry into cells

10 Picornavirus - ciclo replicativo (1) Adsorbimento legame del virione ad una lipoproteina recettoriale della cellula Le particelle integre vengono inglobate dalla cellula e Decapsidizzate nell interno di un vacuolo citoplasmatico RNA genomico funge da messaggero perdendo il suo cappuccio e Traduce sui poliribosomi della cellula un lungo polipeptide Questa proteina è scissa per autoclivaggio in tre regioni P1, P2, P3 P3 genera due proteine la RNA polimerasi e la proteasi

genomico funge da messaggero perdendo il suo cappuccio e Traduce sui poliribosomi della cellula un lungo polipeptide

11 Picornavirus ciclo replicativo (2) Le proteasi virali a loro volta scindono la P1 Formazione delle proteine strutturali In vescicole citoplasmatiche: sintesi di RNA RNA polimerasi forma eliche complementari (RNA -), sintesi di RNA positivi Genoma di progenie e mrna L elica complementare e RNA+ nascente forma dei complessi a doppia elica di breve vita (IR intermedio replicativo) sia gli RNA+ genomici che l RNA- complementare legano il Vpg all estremità 5 Gli mrna nascenti mancano di questa proteina

di progenie e mrna L elica complementare e RNA+ nascente forma dei complessi a doppia elica di breve vita (IR intermedio

12 Piconavirus ciclo replicativo (3) Formate le proteine strutturali, si ha la formazione del virione per autoassemblaggio In questa fase si hanno le ultime scissioni dei polipeptidi (Vp4 e VP2 da VP0). I processi maturativi avvengono interamente nel citoplasma In poche ore (3-4) si compie l intero processo moltiplicativo particelle virali che si liberano insieme per lisi o scoppio cellulare.

I processi maturativi avvengono interamente nel citoplasma In poche ore (3-4) si compie l intero

13 Morphogenesis of picornaviruses

14 Gli enterovirus (I) Si moltiplicano nelle linfoghiandole prevalentemente in quelle dell intestino (placche del Peyer) Sono resistenti al ph acido Fino ad ora sono stati isolati circa 70 sierotipi che vengono classificati secondo il vecchio criterio tradizionale in Poliovirus, virus della poliomielite: Coxsackievirus virus Coxakie di tipo A: virus Coxakie di tipo B: Echovirus: 3 sierotipi 23 sierotipi 6 sierotipi 32 sierotipi

classificati secondo il vecchio criterio tradizionale in Poliovirus, virus della poliomielite:

16 Enterovirus: Poliovirus - patogenesi e altamente infettante e patogeno, tropismo selettivo nel SNC e meningi I Poliovirus sono 3, distinti antigenicamente L uomo è il solo ospite naturale di questi virus La via di trasmissione è oro-fecale Il virus si moltiplica nelle linfoghiandole della mucosa faringea e dell intestino Intensa moltiplicazione virale a livello delle placche del Peyer (febbre)

virus La via di trasmissione è oro-fecale Il virus si moltiplica nelle linfoghiandole della mucosa

17 Enterovirus: Poliovirus - patogenesi (2) Intorno all 1% degli individui può aversi una viremia In 5-6 giorni può portare alla infezione del sistema nervoso centrale con lesioni nelle corna anteriori del midollo spinale, del bulbo (esito infausto) e della corteccia Conseguente paralisi FLACCIDA dei vari distretti del corpo La poliomielite bulbare può esitare nella paralisi respiratoria Il virus, nella fase viremica, infetta i neuroni motori si moltiplica in essi e li distrugge. Non è esclusa una via di infezione lungo le terminazioni nervose

Conseguente paralisi FLACCIDA dei vari distretti del corpo La poliomielite bulbare può esitare nella paralisi respiratoria Il virus,

19 Inhibition of cellular translation in cells infected with poliovirus.

20 Vaccinazione antipoliomielitica Vaccino di Salk. Salk dimostrò che tutti e tre i tipi di Poliovirus prodotti in colture di cellule e purificati, possono essere inattivati trattandoli con formalina al 0.4% a ph 7 e a 37 C per una settimana, senza che essi perdano la loro antigenicità. Virus inattivato, somministrazione via intramuscolo (5 richiami) Immunità non permanente: IgG, IgM Vaccino di Cox, Koprowski e Sabin, conosciuto come vaccino di Sabin. I tre virus sono stati coltivati in colture cellulari attraverso molteplici e successivi passaggi, tali ceppi hanno perduto il loro neurotropismo (non provocano paralisi) quando inoculati in scimmie suscettibili per via parenterale e per via intracerebrale. Virus attenuato, somministrazione orale Immunità permanente: IgG, IgM, IgA (rischio di reversione)

4% a ph 7 e a 37 C per una settimana, senza che essi perdano la loro antigenicità.

21 Enterovirus: Coxsackievirus Sono così chiamati perchè il primo della serie è stato isolato in topino neonato, da feci di bambini provenienti dalla omonima cittadina nel New Jersey. In base alla antigenicità e alla sintomatologia in topino neonato, si distinguono 23 tipi di virus di gruppo A e 6 di gruppo B. I virus di gruppo A sono collegati alle seguenti malattie: Meningite asettica benigna, Angina erpetiforme, Malattia mani-piedi-bocca. Quelli di tipo B sono gli agenti della Pleurodinia o mialgia epidemica, miocardite del neonato, pericardite.

22 Enterovirus: Coxsackievirus Diagnosi Sierologia aumento almeno di 4 volte del titolo di anticorpi neutralizzanti Isolamento dalle feci (durata limitata di escrezione virale)

23 Enterovirus: Echovirus I virus ECHO, isolati dalle feci, in colture di cellule e all atto dell isolamento non chiaramente associati a malattie (ECHO = enteric cythophatic human orphan) sono 32 sierotipi e sono associati a diverse malattie:localizzate (congiuntivite) e sistemiche Congiuntivite emorragica Meningite asettica benigna Malattie respiratorie acute minori Febbre estiva infantile Miocardite. Alcuni virus Coxakie ed ECHO sono collegati a sintomatologie neurologiche.

24 Rhinovirus Sono gli agenti delle malattie acute afebbrili delle vie aeree superiori (raffreddore comune). Caratteristiche di questi Picornavirus sono: moltiplicazione a livello del tratto respiratorio superiore, l uomo è il solo ospite naturale, molto sensibili a ph acido, optimum di temperatura di incubazione 33 C ph 7 (temperatura delle cavità nasali), la crescita è inibita a 37 C temperatura corporea. Sono stati finora isolati 115 sierotipi, per cui uno stesso individuo può essere soggetto a più raffreddori nell anno.

25 Human hepatitis viruses HAV (picornavirus) HBV (hepadnavirus) HCV (flavivirus) HDV (deltavirus) HEV (calicivirus) HGV (flavivirus) HGBV-C (flavivirus) TTV (circovirus)

26 Virus epatici infettano elettivamente l epatocita causando nel fegato alterazioni necrotiche e infiammatorie Tutti possono causare epatiti acute Per HBV, HCV & HDV alla fase acuta può seguire una epatite cronica

27 CIRCUITO ORO-FECALE HAV HEV

28 Epatite A Picornavirus Sono raggruppati in generi enterovirus epatovirus cardiovirus rinovirus aftovirus

29 VACCINO: virus inattivato con formalina altamente immunogeno HAV Trasmissione oro-fecale Il virus è resistente all ambiente esterno e al calore (stabile a 56C!) inattivato se portato a 100C x 5. Sopravvive all interno di acqua, ostriche, cozze,... La sua circolazione è in fase di declino, soprattutto nei paesi occidentali Infezioni endemiche con circoscritti episodi epidemici L infezione tende ad essere asintomatica nei bambini e pertanto la malattia si manifesta prevalentemente nei giovani e negli adulti Incubazione di 2-4 settimane - Ittero (anche per 2 settimane) - Guarigione completa e immunità che dura tutta la vita Il virus viene eliminato con le feci dove è presente per 2 settimane prima e dopo l ittero Forme fulminanti (molto rare)

30 Epatite A ITTERO Virus presente nelle feci Settimane di infezione

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PICORNAVIRUS (= piccoli RNA virus) Sono i ribovirus più piccoli ( 28 nm). Capside icosaedrico privo di inviluppo pericapsidico. GENOMA: (+)RNA, singola elica, non segmentato. Codifica 4 proteine strutturali