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1 Family Pox Herpes Adeno Papova Parvo Hepadna Genome < dsdna > ssdna Partial dsdna Capsid symmetry Animal virus classification: DNA Viruses Complex < Icosahedral > Envelope < Yes > < No > Yes e.g. Vaccinia virus Herpes simplex virus 2 Human adenovirus Papilloma Adeno- Associated Hepatitis B

2 FAMIGLIA HERPESVIRIDAE

3 Caratteristiche della famiglia HERPESVIRIDAE (da Davis e Dulbecco) Dimensioni nm Simmetria del capside icosaedrica Capsomeri 162, 9,5 x 12,5 A Envelope lipidico presente Sensibilità all etere e cloroformio è inattivata l infettività virale Biosintesi virale nucleo Acido nucleico DNA a doppio filamento Sede assemblaggio delle particelle virali nucleo Inclusioni intranucleari, eosinofile Antigeni comuni di famiglia nucleo

4 ALCUNE PROPRIETA DI VIRUS DELL UOMO APPARTENENTI ALLA FAMIGLIA HERPESVIRIDAE Sottofamiglie α - herpesvirinae β - herpesvirinae γ herpesvirinae membri HSV-1, HSV-2, VZV (HHV3) HCMV(HHV5), HHV-6, HHV-7 EBV (HHV4), HHV-8 spettro d ospite in vitro ampio fibroblasti umani linfociti latenza in vivo gangli sensitivi epiteli, endoteli, organi linfoidi organi linfoidi ciclo riproduttivo in vitro (ore) breve (8-14) prolungato (48-96) prolungato (36-60) Genoma (Kb) G + C% 45-75% 50-60% 60% infezione primaria gengivo-stomatite, herpes neonatale, h. genitale, varicella asintomatica, malattia neonatale, VI m., m.da inclusioni asintomatica, mononucleosi

5 Genoma DS- DNA lineare che circolarizza dopo l ingresso nel nucleo Da 150 a 240 Kbp Capace di produrre da 70 a 200 prodotti genici Formato da due zone di sequenze uniche fiancheggiate da zone di sequenze uniche internamente invertite

6 Attacco e penetrazione Si legano ai proteoglicani (heparin solfato) presenti sulle membrane di molte cellule animali Poi riconoscono il/i recettori L envelope si fonde con la membrana Il capside entra nel citoplasma, viene trasportato al nucleo.

7 Tre fasi di espressione genica Geni precocissimi o alfa Geni precoci o beta Replicazione del DNA Geni tardivi o gamma

8 Regolazione dell espressione genica

9 Herpesvirus RNA polimerasi II cell. DNA polimerasi virus specifica

10 LATENZA CARATTERISTICA FONDAMENTALE DEGLI HERPESVIRUS. SUPERATA LA FASE ACUTA GLI HERPESVIRUS INSTAURANO UNO STATO DI LATENZA CHE DURA TUTTA LA VITA E CHE PUO DAR LUOGO A PERIODICHE RIATTIVAZIONI. VIRUS SEDE DI LATENZA CO NF. G ENO M A HSV 1 - GANGLI DEL TRIGEMINO CIRCOLARE CMV - CELLULE EPITELIALI VARIE? - M ONOCITI EBV - LINFOCITI B CIRCOLARE EPISOMICO VZV - GANGLI DI NERVI SENSITIVI? HHV 6?? HHV 7?? HHV 8?? Herpetos (greco) Rettile (natura strisciante)

11 Latenza A grandi linee i virus erpetici possono essere divisi in due sottogruppi a seconda che usino i neuroni o i leucociti come sede di infezione latente Neuroni Leucociti Neuroni Leucociti HSV1, HSV2, VZV CMV, EBV, HHV6,7,8

12 Oncogenicita? TUMORI UMANI ASSOCIATI PRESENZA DI ONCOGENI NEL GENOMA HSV CARCINOMA DELLA CERVICE + VZV CMV _ + EBV LINFOMA DI BURKIT _ CARCINOMA NASO-FARINGEO HHV 6?? HHV 7?? HHV 8 SARCOMA DI KAPOSI?

13 ALCUNE PROPRIETA DI VIRUS DELL UOMO APPARTENENTI ALLA FAMIGLIA HERPESVIRIDAE Sottofamiglie α - herpesvirinae β - herpesvirinae ν herpesvirinae membri HSV-1, HSV-2, VZV HCMV, HHV-6, HHV-7 EBV, HHV-8 spettro d ospite in vitro ampio soprattutto fibroblasti umani latenza in vivo gangli sensitivi epiteli, endoteli, organi linfoidi linfociti organi linfoidi ciclo riproduttivo in vitro (ore) breve (8-14) prolungato (48-96) prolungato (36-60) Genoma (Kb) G + C% 45-75% 50-60% 60% infezione primaria gengivo-stomatite, herpes neonatale, h. genitale, varicella asintomatica, malattia neonatale, VI m., m.da inclusioni asintomatica, mononucleosi

14 HSV1 e HSV2 50% di omologia si distinguono tramite 1 utilizzo di anticorpi monoclonali contro gg (una delle 8 glicoproteine delpericapside codificate dal genoma virale) Trasmissione: contatto diretto (soprattutto saliva per HSV1 e secrezioni genitali per HSV2) Lesioni mucocutanee localizzate al volto (HSV1) o alle zone genitali (HSV2) Infezione primaria latenza.recidive

15 INFEZIONI DA HSV Infezioni Orofaringee (sono il 40-60% di tutte le infezioni erpetiche e sono dovute soprattutto ad HSV1) Primaria: primi anni di vita: gengivostomatite, faringite e faringostomatite Recidiva: tutta la vita: herpes labiale Infezioni oculari: Primaria: congiuntivite follicolare monolaterale Recidiva: cheratite erpetica Infezioni viscerali: encefalite (10-20% di tutte le infezioni del SNC) 90% HSV1-reinfezione? Infezioni nel soggetto immunocompromesso: tutte quelle descritte ma 1)più aggressive 2) in sedi più atipiche 3) con spiccata tendenza alla disseminazione 4) con tendenza alla progressione

16 Gengivostomatite erpetica

17 Herpes labiale

18 INFEZIONI DA HSV Infezioni genitali (sono il 10-20% di tutte le infezioni erpetiche e sono dovute soprattutto ad HSV2) Primaria: inizio dell attività sessuale: sintomatica severa Recidiva: tutta la vita: sintomatologia meno severa Infezioni neonatali: rare (1-10/ nati), ma gravi con localizzazioni muco-cutanee e viscerali Infezione materna primaria: 20-30% di rischio di trasmissione Infezione materna racidiva: 2-3% di trasmissione

19 Herpes genitalis

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21 Infezione latente e attiva nell herpes labiale

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24 HSV2 -L Herpes genitale è il 7% di tutte le MST segnalate. -In Italia 50 segnalazioni l anno. -In Italia circa il 5% della popolazione sessualmente attiva è HSV2-positiva infezione intrauterina -1/ gravidanze -Tanto più grave tanto più precocemente viene trasmesso -Legato all infezione materna primaria Manifestazioni cutanee Corioretinite Lesioni SNC

25 Cenni epidemiologici Eterosessuali uomini donne 1 partner 0% 5% 2-10 partner 20% 40% % 62 % >51 70 % >80 %

26 Oncogenicità di HSV2 HSV2: Causa lesioni vescicolari ai genitali. E trasmesso sessualmente La frequenza del cancro del collo uterino è dipendente dalla promiscuità sessuale e correla con la presenza di HSV2 HSV2 trasforma cellule in vitro Nel genoma sono state identificate due regioni trasformanti che: 1) sono in grado di trasformare se trasfettate 2) spesso si ritrovano nelle cellule tumorali prelevate biopticamente HSV2 contiene un gene che ha omologia con un oncogene cellulare: 1) codifica per un prodotto (ICPIO) 2) ICP 10 funziona da recettore cellulare per un fattore di crescita 3) Ha attività PK 4) Attiva 1 oncogene c-ras

27 DIAGNOSI DELLE INFEZIONI MUCOCUTANEE DA HSV Saggio coltura dimostrazione Ag sierologia cellulare ( IF, EIA) (EIA, CF, WB, CINA) Sorgente tampone/ tampone siero aspirato Sensitività molto accettabile solo elevata elevata per lesioni tipiche Vantaggi tipizzazione e rapidità/costo poche indicazioni saggio di chemiosensibilità Svantaggi tempo/costo sensibilità mancata scarsa discriminazione

28 Diagnosi di HSV2 in rapporto allo stato gravidico Le donne a rischio sono: quelle H SV2 p ositive, m a senza episodi di herpes ricorrente quelle HSV2 negative con partner HSV2 positivi - Tampone cervicale in prossimità del parto: PCR o isolamento su colture cellulari e identificazione con anticorpi m onoclonali (g C riconosce i tipi) - Il ritrovam ento di IgM (evento raro) è di per se elemento diagnostico Trattamento ACV w w.ihm f.org/

29 Effetto citopatico HSV

30 HSV effetto citopatico

31 HSV FARMACO D ELEZIONE ACICLOGUANOSINA(ACG) HSV TK VIRALE ACG monofosfato ENZIMI CELLULARI ACG bifosfato ENZIMI CELLULARI SI LEGA ALLA ACG trifosfato DNA POLIMERASI DI HSV E LA INATTIVA VIENE INCORPORATO NEL DNA AL POSTO DELLA G TERMINAZIONE DELLA CATENA

33 VZV TRASMISSIONE PER VIA INALATORIA MUCOSA VIE RESPIRATORIE SUPERIORI CIRCOLO LINFATICO SANGUE VIREMIA PRIMARIA CELLULE DEL SISTEMA RETICOLOENDOTELIALE (REPLICAZIONE MASSICCIA) IR ENDOTELI CAPILLARI SANGUE VIREMIA SECONDARIA (CIRCA 3 GG) CUTE ESANTEMA TERMINAZIONI NERVOSE RISALE I NERVI SENSITIVI GANGLI ( LATENZA)

34 INFEZIONI DA VZV Infezione prim aria: Varicella Recidiva: Zoster Varicella:infezione esantematica infantile. Si contrae per via inalatoria Incubazione Macule Papulette cutanee Vescicole Pustole Croste e Latenza in gangli di nervi sensitivi Stimoli vari Riattivazione ZOSTER = vescicole cutanee nella zona di cute innervata da un nervo sensitivo

35 1/3 DEI CASI 1-4 aa VARICELLA DECORSO BENIGNO 1.5/3 DEI CASI 5-9 aa NEL BAMBINO IMMUNO-DEPRESSO RUSH EMORRAGICO DIFFUSO 20-30% POLMONITE ZOSTER 1/3 DEI CASI IN GIOVANI 2/3 IN ANZIANI COMPLICANZA COMUNE NPH NEVRALGIA POSTERPETICA NEGLI INDIVIDUI IMMUNO-DEPRESSI VESCICOLE EMORRAGICHE SPESSO DISSEMINATE

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37 Lesioni simil-varicelliformi ma localizzate Esito benigno ma di lunga degenza

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39 SAGGIO RICERCA VANTAGGI SVANTAGGI DIRETTA COLTURA AFFIDABILE TEMPI LUNGHI ( 3-7 GIORNI) STRISCIO RAPIDO NON DIFFERENZIA TRA VZV E HSV ME RAPIDO NON SEMPRE DISPONIBILE PCR RAPIDA ED AFFIDABILE COSTOSA RICERCA INDIRETTA (SIEROLOGIA) ELISA RAPIDA ED AFFIDABILE / FC AFFIDABILE SCARSA SENSIBILITA IF AFFIDABILE NON SPECIFICA FAMA AFFIDABILE ANTIGENI NON FISSATI

40 VZV effetto citopatico

41 ALCUNE PROPRIETA DI VIRUS DELL UOMO APPARTENENTI ALLA FAMIGLIA HERPESVIRIDAE Sottofamiglie α - herpesvirinae β - herpesvirinae ν herpesvirinae membri HSV-1, HSV-2, VZV HCMV, HHV-6, HHV-7 EBV, HHV-8 spettro d ospite in vitro ampio soprattutto fibroblasti umani latenza in vivo gangli sensitivi epiteli, endoteli, organi linfoidi linfociti organi linfoidi ciclo riproduttivo in vitro (ore) breve (8-14) prolungato (48-96) prolungato (36.60) Genoma (Kb) G + C% 45-75% 50-60% 60% infezione primaria gengivo-stomatite, herpes neonatale, h. genitale, varicella asintomatica, malattia neonatale, VI m., m.da inclusioni asintomatica, mononucleosi

42 INFEZIONI DA CMV Soggetti sani: 90% asintomatica 2-5% Mononucleosi 5-8% Febbre e rialzo delle transaminasi Soggetti immunocompromessi: Polmonite Epatite Esofagite Colite Febbre protratta Donne in gravidanza: possibile trasmissione al feto TRASMISSIONE AL FETO: 20-40% se infezione materna primaria 2-3% se infezione materna recidivante Sieropositività per CMV a Bologna: 1977: 89% 1985: 80% 1994: 74% 1998: 70%

43 INFEZIONE MATERIA PRIMARIA (quasi sempre asintomatica) 40% TRASMISSIONE % % SINTOMATICI ALLA NASCITA ASINTOMATICI ALLA NASCITA 10% 90% 5-15 % % NESSUN SEQUENZE SEQUENZE NESSUN ESITO ESITO TARDIVE TARDIVE 3/1000 NEONATI HANNO PROBLEMI CLINICI LEGATI A CMV CONGENITO

44 Trasmissione: secrezioni 1 sangue 2 organi 3 3 Diffusione ematogena 2 sangue fibroblasti, cell muscolari lisce lumen Diffusione mediante secrezioni 1

45 CMV DIAGNOSI DI LABORATORIO ADULTI IMMUNOCOMPETENTI INFEZIONE LATENTE: RICERCA lgg ACUTA: RICERCA lgm ISOL. VIRUS URINA PTS IMMUNOCOMPROMESSI MALATTIA DA CMV QUANTIZZARE IL VIRUS NEL SANGUE DONNE IN GRAVIDANZA INFEZIONE PRIMARIA: SIEROCONVERSIONE lgm lgg A BASSA AVIDITA NEONATI INFEZIONE CONGENITA: ISOLAMENTO NEI PRIMI 10 GIORNI

46 CMV effetto citopatico

47 CMV FARMACO D ELEZIONE KINASI VIRALE UL97 GANCICLOVIR (DERIVATO DELL ACG) GC P KINASI CELLULARI GC P P P UTILIZZATO DALLA POLIMERASI ERRORI DI SEQUENZA ALTRO FARMACO IMPORTANTE AC. FOSFONACETICO PAA INIBISCE LA DNA pol. VIRALE

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52 SOTTOTIPO A omologia del 70-90% HHV 6 (omologia del 60% SOTTOTIPO B con HCMV ) B SESTA MALATTIA A DIVERSO RUOLO?? ASSOCIATO ANCHE A POLMONITE in BMT -Sindrome di RASAI-DORFMAN (istiocitosi linfoadenopatia cervicale benigna) -varie malat. linfoproliferative genoma -cronic fatigue syndrom sani malati 4% 22% IL GENOMA DI HHV-6 SI RITROVA NEL 90% DEI SOGGETTI DECEDUTI per AIDS IN VARI TESSUTI HHV-6 gene p42 attiva la trascrizione di HIV HHV-6 FA AUMENTARE L ESPRESSIONE di CD4 NELLE CELLULE INFETTATE

53 HHV 6 DIAGNOSI ISOLAMENTO IN COLTURE di PBL IN PRESENZA DI MITOGENI E FATTORI DI CRESCITA. PCR per GENOMA SIEROLOGIA IIF usando le linee di PBL infettate con HHV-6

54 HHV - 7 -ISOLATO NEL 1989 dai PBL ATTIVATI DI INDIVIDUO SANO. - NON E STATA PROVATA L ASSOCIAZIONE CON MALATTIE DELL UOMO. (ISOLATO DA BAMBINI CON SINDROMI FEBBRILI ACUTE) - OMOLOGIA CON HHV 6 CIRCA 30% -CROSS -REATTIVITA ANTIGENICA CON HHV 6: sieroconversione per HHV -6 si alza anche ac anti HHV -7 Ac 82-93% della popolazione -SIEROCONVERSIONE TRA IL 1 E IL 2 ANNO DI VITA -il virus si isola dal 75% delle salive di adulti sani LATENZA cellule T CD4 + quindi riattivazioni molto frequenti -recettore CD4 come HIV

55 HHV-7 DIAGNOSI EFFETTO CPE sui PBL SIMILE A QUELLO DI HHV-6 PCR per GENOMA VIRALE Sono stati identificati primer molto specifici SIEROLOGIA : non significativa

57 INFEZIONI DA EBV SINDROME GRUPPO DI ETA OSSERVAZIONI MONONUCLEOSI ADOLESCENTI, COSMOPOLITA INFETTIVA ADULTI GIOVANI LINFOMA DI BAMBINI AFRICA SUB- BURKITT 4-12 aa SAHARIANA E NUOVA GUINEA CARCINOMA ADULTI CINA NASOFARINGEO aa LINFOMA A BAMBINI E IN ALCUNE Linfociti B ADULTI IMMUNODEFICIENZE

58 EBV PRIMARIA 60% asintomatica nell infanzia ( o modesta faringite) TRASMISSIONE ORALE REPLICAZIONE OROFARINGE (EPITELIO) REPLICAZIONE DOTTI GHIANDOLE SALIVARI INFEZIONE LINFOCITI B ( INF. LATENTE) Proliferazione autolimitante CIRCOLO SANG UIGNO STIMOLI VIRUS NELLA SALIVA RIATTIVAZIONE ASINTOMATICA 40% MI

59 EBV NEI LINFOCITI B INFEZIONE EBNA LYDMA MA precoce EA VCA MA LISI E FUORIUSCITA precoce DEI VIRIONI NEOFORMATI INFEZIONE PERSISTENTE

60 RICERCA DI ANTICORPI ETEROFILI (REAZIONE DI PAUL BUNNELL ) AGGLUTINAZIONE DI GLOBULI ROSSI DI PECORA DOPO L ADSORBIMENTO DEL SIERO IN ESAME CON: RENE DI ERITROCITI RISULTATO CAVIA DI BUE SI NO + Sogg. norm. NO SI _ Mal. Siero NO NO _

61 Evoluzione degli anticorpi durante la MI da EBV

62 LINFOMA DI BURKITT NEOPLASIA MOLTO MALIGNA SPESSO LOCALIZZATA NELLA LETALE IN CIRCA 1MESE MANDIBOLA TRASLOCAZIONE -myc c CR8 CR14 L.DI BURKITT SI SOVRAPPONE COMPLETAM. EPIDEMIOLOGICAMENTE ALLA DISTRIBUZIONE DELLA MALARIA INTERFERISCE CON LA SORVEGLIANZA ANTI-NEOPLASTICA IMMUNOSOPPRESSIVA CARCINOMA NASO-FARINGEO TUMEFAZIONE LINFONODI CERVICALI CELL. EPITELIALI NEOPLASTICHE 0,1% POP. CINESE -COFATTORE: USO ALIMENTARE DI NITROSAMINE ASSOCIAZIONE CON PARTICOLARI APLOTIPI

63 ANTICORPI DI EBV UTILI PER LA DIAGNOSI TEMPO DI COMPARSA PERSISTENZA lgm VCA AI SINTOMI 1-2 MESI lgg VCA AI SINTOMI PER TUTTA LA VITA IgG EA PICCO A CIRCA 3-6 MESI 1 MESE IgG EBNA PICCO A CIRCA PER TUTTA LA VITA 2-3 MESI

64 Mononucleosi infettiva diagnosi sierologica Ig G VCA Ig M VCA Ig G EBNA Ig G EA NO <5 <10 <5 <5 Si in atto < Si pregressa < Linfoma B < Carcinoma SNF <

65 HHV -8 -Dicembre Nelle lesioni di KS sequenza di basi unica (tecnicarda) omologia con Herpesvirus Saimini e EBV con primer specifici per ricercato il DNA in la sequenza di basi unica diversi materiali il 74% dei KS è positivo in AIDS 100% di + in KS non legato all AIDS

66 -gennaio 97: virus isolato in vitro in colture di linfociti B 16/17 geni studiati omologia con gammaherpesvirus omologia con HVS gammaherpesvirus EHV2 EBV HVS HHV8 disordine linfoproliferativo policlonale T fulminante nelle scimmie alphaherpesvirus HSV1 HSV2 HHV7 HHV6 HCMV betaherpesvirus VZV EHV1 PRV

67 HHV-8: associato al Sarcoma di Kaposi Le sequenze gnomiche di HHV-8 sono state trovate in tutte le forme del sarcoma. La presenza di HHV-8 è stata anche chiaramente messa in relazione con alcune forme di linfomi delle cellule B. Nel genoma di HHV-8 è presente un omologo dell IL 6 vicino ad un blocco di geni altamente conservato Disfunzioni dei meccanismi di regolazione dell espressione di questa citochina sono state correlate con la patogenesi di linfomi delle cellule B oltre che del sarcoma di Kaposi. v-il-6 conserva rispetto a c-il-6 residui di cisteina importanti per la formazione di ponti disolfuro e un segnale peptidico amino-terminale; inoltre la regione legante il recettore è altamente conservata. Questa scoperta lascia ipotizzare che v-il-6 sia alla base dell azione oncogena di HHV-8.

68 VACCINI ANTI VIRUS ERPETICI HSV 1) VACCINI TRADIZIONALI CON VIRUS UCCISO 2) VACCINI BIOTECNOLOGICI MUTANTI VIRALI GLICOPROTEINE DEL PERICAPSIDE PRODOTTE IN = MODO gb gc gd VZV 1) VACCINO TRADIZIONALE CON VIRUS ATTENUATO OKa (35 p in cellule di cavia)

69 VACCINI ANTI VIRUS ERPETICI EBV 1)VACCINI BIO TECN O LO G ICI M AG GIO R gp D EL PERICAPSIDE gp 350/300 Nt E CM I Ottenuta da: mouse L cell VERO cell CHO cell E.coli Yeast Vaccinia VZV Oka vaccine Adenovirus CMV 1) VACCINO TRADIZIONALE ( TOWNE, ATTENUATO) 2) VACCIN I BIO TECN O LO G ICI GLICO PRO TEIN E D EL PERICAPSID E Ottenute in vari sistem i gb gh

70 Bel sito WEB sui virus erpetici HERPESLECT/herpesviridae1%20BW.pdf#searc h='herpesviridae'