Caratteristiche generali

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1 Adenovirus

2 Caratteristiche generali Famiglia: ADENOVIRIDAE (circa 100 tipi, che provengono dall uomo e da altri animali, con caratteristiche fisiche-chimiche simili ed un antigene di famiglia che reagisce in maniera crociata) Virus a DNA semplici che si moltiplicano nel nucleo della cellula Provocano infezioni persistenti latenti in tonsille, adenoidi ed altri tessuti linfoidi umani Diversi adenovirus sono oncogeni per roditori neonati Fungono da helper per un gruppo di piccoli virus a DNA difettivi (virus adeno-associati) che non possono replicarsi in loro assenza

3 Adenoviridae Comprende 4 generi: AVIADENOVIRUS: aviari non patogeni per l uomo ATADENOVIRUS: Mammiferi e aviari SIADENOVIRUS: rana e aviari MASTADENOVIRUS: divisi in gruppi (A-G) che contengono circa 50 tipi diversi che infettano l uomo 70-95% di omologia genomica all interno dei gruppi e 5-20% di omologia tra tipi appartenenti a gruppi diversi Gli Adenovirus sono presenti in molte specie animali Gli esseri umani sono l unico reservoir (potenziale sorgente d infezione) per l uomo.

4 Classificazione dei MASTADENOVIRUS

5 Morfologia virus a struttura icosaedrica regolare senza envelope di nm di diametero (capside: 20 facce con 252 capsomeri) Immagine in microscopia elettronica di un adenovirus

6 Struttura Nel virione maturo si distinguono 3 tipi di proteine: 1. proteine del capside 240 esoni: costituiscono le facce ed i lati dell icosaedro 12 pentoni: costituiscono i vertici Fibre o antenne: prolungamento estroflesso all esterno del pentone che svolge funzione di legame al R (CAR: Coxsackievirus Adenovirus Receptor) e bersaglio di Abs neutralizzanti. 2. proteine dello scheletro (tengono insieme il capside) 3. proteine legate al DNA TP (proteina terminale9 VII

7 Dettagli della struttura del capside A: Visione generale del capside con la posizione di tutte le proteine e del genoma; B: ricostruzione tridimensionale del capside; C: Dettaglio di una delle 20 facce del capside; D: Fotografia al me.

8 Caratteristiche chimiche e fisiche Genoma di circa 36 Kb costituito da una molecola di DNAds lineare (30-40 geni), associato con proteine a formare il core. Il genoma è fiancheggiato da sequenze ITR (inverted terminal repeats) che servono come origine di replicazione. Il core comprende una proteina che si lega alle estremità del genoma (proteina terminale TP) e due proteine basiche, associate con il DNA per formare una struttura simile alla cromatina, una delle quali, indicata come proteina VII, è come gli istoni, ricca di arginina. Queste strutture terminali caratteristiche del genoma virale sono importanti per la replicazione del DNA.

9 Stabilità ed emoagglutinazione Relativamente instabili in qualsiasi condizione vengano conservati Resistenti ai solventi dei lipidi Sono capaci di agglutinare i globuli rossi di scimmia rhesus e di ratto L emoagglutinazione è legata all interazione delle fibre del virione con la superficie dei globuli rossi L associazione degli adenovirus con i recettori cellulari è stabile e non si verifica eluizione spontanea dell emoagglutinina

10 Caratteristiche immunologiche: gli antigeni La reattività immunologica più spiccata negli adenovirus è espressa dalle proteine degli esoni e dei pentoni. Gli esoni possiedono: dei determinanti di famiglia, che danno reattività crociata con antigeni simili presenti in tutti gli adenovirus un sito reattivo tipo-specifico, che è l antigene prevalente esposto quando i virioni si assemblano I pentoni presentano : Antigeni minori Antigeni comuni Antigene solubile di famiglia Le fibre contengono: Un antigene maggiore tipo-specifico Un antigene minore di sottogruppo

11 Proprietà tossiche La proteina della base del pentone, detta anche tossina o fattore di distacco delle cellule, causa l arrotondamento e l aggregazione di cellule in coltura ed il successivo distacco delle cellule dal supporto La proteina della fibra è dotata di citotossicità

12 Moltiplicazione 1. Adsorbimento lento (fibre con recettori glicoproteici sulle membrane cellulari (CAR, CD46, integrine cellulari) 2. Penetrazione per endocitosi 3. Azione citotossica della base dei pentoni che distrugge la membrana del vacuolo di endocitosi 4. Fase di spoliazione del DNA virale nel citoplasma che richiede 1-2 ore 5. Trasporto al nucleo 6. Replicazione del DNA virale 7. Assemblaggio della particelle mature nel nucleo

13 Adsorbimento e Penetrazione (l intero processo dura circa 1 ora) Una seconda interazione recettoriale avviene tra il polipeptide III della base del pentone ed alcune integrine cellulari. Il complesso virus-integrine innesca la formazione di zone ad alta densità di clatrina e la formazione dell endosoma.

14 Spoliazione degli adenovirus 1. Virione integro 2. Attacco del virione alla cellula 3. Penetrazione 4. Distacco dei pentoni e disintegrazione del capside con virione quasi sferico 5. Migrazione del core verso il nucleo mediato dal sistema microtubulare 6. Il DNA entra nel nucleo dopo essersi liberato dal core nella tasca nucleare (+ probabile) oppure attraverso un poro della membrana nucleare per poi dissociarsi dalle proteine

15 Replicazione del DNA virale Si verifica nel nucleo La replicazione del DNA virale utilizza una proteina utilizzata come innesco ed una DNA polimerasi codificate dal virus Vengono trascritti prima gli mrna precoci immediati e precoci. Le proteine precoci (E1A, E1B, E2A, E2B,E3, E4) sono coinvolte nella regolazione della replicazione del DNA. Le proteine tardive (L1-L5), che derivano dalla traduzione dei mrna tardivi, rappresentano invece le proteine strutturali del capside Gli mrna derivano da trascritti primari che vanno incontro a splicing, capping e poliadenilazione

16 Mappa schematica del genoma di adenovirus Nel nucleo la trascrizione (bidirezionale) avviene ad opera della RNA polimerasi II della cellula. Per primo si attiva il gene E1A e poi gli altri geni precoci, i geni precoci-tardivi (IX eiva2) e per finire la grande unità trascrizionale dei geni tardivi (L). Ciascuna di queste unità trascrizionali dà origine a diversi mrna per utilizzo di diversi siti di poliadenilazione e/o splicing alternativo, da cui derivano peptidi con funzione e sequenza a volte perzialmente condivise, a volte uniche. La mappa si completa con la presenza di una o due unità trascrizionali dette VA (virus associated) che codificano per piccoli RNA trascritti dalla RNA polimerasi II e non tradotti, masvolgono funzione regolatoria direttamente nel nucleo. I geni VA proteggono la cellula infettata dalla reazione antivirale mediata dagli interferoni.

17 Prodotti proteici dei geni precoci di adenovirus E1B ed E4, legandosi a p53, inibiscono le sue capacità transattivanti su geni apoptotici e ne abbreviano l emivita, proteggendo la cellula infettata da un importante meccanismo di difesa antivirale. E2 (non mostrato in figura) fornisce le proteine necessarie per la replicazione del genoma: ptp, precursore della proteina terminale, la polimerasi e la proteina legante il DNA a singolo filamento (DBP)

18 Effetti sulla cellula ospite TROPISMO MUCO CUTANEO Gli adenovirus possono moltiplicarsi in una grande varietà di cellule di mammifero in coltura ed indurre dei cambiamenti citopatici caratteristici, comprese le alterazioni nucleari patognomoniche. Il processo di assemblaggio è abbastanza inefficiente: solo il 10-15% del nuovo DNA virale e delle nuove proteine vengono incorporate nei virioni. LESIONI NUCLEARI: accumulo di componenti virali non assemblate Inclusioni basofile: sono costituite dall eccesso di DNA e proteine strutturali del virus Strutture cristalline basofile: particelle virali organizzate in un lattice cristallino (in cellule infettate con tipo 3, 4, 7) Cristalli eosinofili a forma di barra: proteine interne del virus ricche di arginina (cellule infettate con il sottogruppo C)

19 Tipi di infezioni litiche ( di particelle) croniche latenti (tessuti linfoidi) trasformanti (integrazione del DNA nel nucleo)

20 Trasmissione Interumana: Respiratoria (secrezioni respiratorie ed oculari) Oro-fecale Protezioni naturali Integrità della cute/mucose: barriera efficace Basse temperature dell albero respiratorio superiore (33 C)

21 Localizzazione preferenziale a carico di: Tratto respiratorio Tratto intestinale Congiuntiva Cuore?

22 INFEZIONI DA ADENOVIRUS Gli adenovirus per lo piu provocano: - infezioni delle alte vie respiratorie (5-8% di tutte le infezioni delle alte vie respiratorie): faringiti, faringo-congiuntiviti; - flogosi delle basse vie respiratorie: polmoniti e sindromi pertussoidi; - infezioni gastro-enteriche; - cistiti emorragiche.

23 Eliminazione all esterno feci urina secrezioni oro-faringee liquido congiuntivale

24 contagioso virus nelle secrezioni respiratorie virus nelle feci viremia sintomi incubazione g i o r n i

25 Sindromi cliniche causate da tipi specifici di adenovirus Sindrome clinica Tipo di adenovirus Malattia respiratoria acuta delle reclute 4,7 Febbre faringocongiuntivale; faringite 3 Congiuntivite 3,7 Cheratocongiuntivite epidemica 8,19,37 Polmonite non batterica degli infanti; polmonite fatale di personale militare Gastroenterite epidemica acuta infantile 40,41 Cistite emorragica acuta 11 7

26 Epidemilogia Ogni anno gli adenovirus sono causa del 5% circa di malattie respiratorie nella popolazione civile. Le infezioni da adenovirus sono endemiche nella popolazione pediatrica: Infezioni alle vie respiratorie ( basse e alte) Gastroenteriti infantili La maggior parte delle infezioni sono auto-limitanti (max 2 settimane) e inducono risposta immune tipospecifica

27 Come si ritrovano? Emoagglutinazione ed inibizione dell emoagglutinazione (tipizzazione) Fissazione del complemento (utilizzando antigeni di famiglia con reattività crociata) PCR IFA Isolamento in coltura (da secrezioni respiratorie, oculari, urine e feci) NB. I tipi 40 e 41, enteroadenovirus, sono difficili da coltivare data la scarsa replicazione virale. Per la loro identificazione è necessario l esame al m. e.

28 Terapia Nessuna specifica Profilassi Un vaccino a virus vivo (tipi 3,4, 7, 21), altamente efficace, è stato usato soprattutto per la protezione delle reclute risk to general population is so low that vaccination is not a viable proposition.