Caratteristiche generali dei virus

Documenti analoghi
Reovirus. Stabili in svariate condizioni di ph, T e negli aerosol.

GENERALITA PARASSITA INTRACELLULARE OBBLIGATO

La regolazione genica nei virus

Caratteristiche generali dei virus

LA MOLTIPLICAZIONE DEI VIRUS

DNA - RNA. Nucleotide = Gruppo Fosforico + Zucchero Pentoso + Base Azotata. Le unità fondamentali costituenti il DNA e l RNA sono i Nucleotidi.

CHE COSA E UNA MALATTIA INFETTIVA?

SINTESI DELL RNA. Replicazione. Trascrizione. Traduzione

Dal DNA all RNA. La trascrizione nei procarioti e negli eucarioti

Struttura e funzione dei geni. Paolo Edomi - Genetica

La catena Epidemiologica

aggregati di macromolecole dato virus contiene un solo tipo di acido nucleico (DNA o RNA)

Il flusso dell informazione genetica. DNA -->RNA-->Proteine

LE MOLECOLE INFORMAZIONALI. Lezioni d'autore Treccani

Difese dell organismo

Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione

TRASCRIZIONE

RNA polimerasi operone. L operatore è il tratto

REPLICAZIONE DEL DNA

Il sistema immunitario utilizza strategie diverse di difesa che operano in tempi e con meccanismi diversi. Ci sono numerosi e complessi meccanismi

VIRUS. Struttura Anatomica

Citochine dell immunità specifica

La regolazione genica nei eucarioti

Normale controllo della crescita cellulare

KIR EVOLUZIONE RAPIDA E DIVERSIFICATA DEI RECETTORI DELL IMMUNITA INNATA E ADATTATIVA

Attivazione dei linfociti T

LA GENETICA: DNA e RNA LA GENETICA. DNA e RNA. Prof. Daniele Verri

Il TCR è un eterodimero costituito da due catene polipeptidiche chiamate catena α ecatenaβ legate insieme da un ponte disolfuro. Entrambe le catene

Che cos è l AIDS. Il virus H.I.V. è la causa dell immunodeficienza acquisita

Regione cerniera monomero regione cerniera

INFEZIONE DA HIV ED AIDS

Le cellule eucariotiche svolgono durante la loro vita una serie ordinata di eventi che costituiscono il Ciclo Cellulare

UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA Facoltà di MEDICINA e CHIRURGIA Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia AA

Caratteristiche generali dei virus

Indice Modulo B - Virologia medica B - 31 B - 1 B - 33 B - 35 B - 3 B - 35 B - 3 B - 37 B - 5 B - 6 B - 38 B - 7 B - 38 B - 7 B - 40 B - 8 B - 41

La natura dei virus. Caratteristiche morfologiche e proprietà distintive

DOMANDA FREQUENTE: QUALE E LA FUNZIONE DI UNA CERTA PROTEINA? SI AUMENTA O SI DIMINUISCE L ESPRESSIONE DELLA PROTEINA

Il metabolismo dell RNA. Prof. Savino; dispense di Biologia Molecolare, Corso di Laurea in Biotecnologie

Mediatore chimico. Recettore. Trasduzione del segnale. Risposta della cellula

Struttura e funzioni della cellula. Corso di Biofisica, Università di Cagliari 1

L adattamento dei batteri. Strategie di adattamento

SUPERAVVOLGIMENTO DEL DNA (ORGANIZZAZIONE TERZIARIA DEL DNA)

Perché si sviluppi un infezione si devono verificare 3 CONDIZIONI NECESSARIE: 2) le cellule oggetto dell infezione devono essere:

LEUCEMIE tessuto ematopoieitico MIELOMI. più precisamente!

RNA non codificanti ed RNA regolatori

DIFFERENZIAMENTO E COMUNICAZIONE TRA CELLULE - LE CELLULE STAMINALI.

Diversità tra i viventi

Proliferazione e morte cellulare sono eventi fisiologici

Scuola Media Piancavallo 2

in Terminazione Neurone Dendriti Soma Fessura sinaptica sinaptica Nucleo dendrite Segmento iniziale Sinapsi inibitoria Segmento mielinico Assone

CELLULE EUCARIOTICHE

Lo sviluppo del cancro è un processo complesso che coinvolge parecchi cambiamenti nella stessa cellula staminale. Poiché tutte le cellule staminali

Prefazione Capitolo 1 Introduzione Capitolo 2 Struttura dei virioni

I sei regni dei viventi. Archeobatteri (A) Eubatteri (B) Protisti (C) Piante (D) Funghi (E) Animali (F) D F

Legami chimici. Covalente. Legami deboli

Biomarkers per la diagnosi precoce di tumori

La traduzione: dall mrna alle proteine

Riprendiamo ora il cosiddetto dogma centrale della biologia: dal gene alla proteina

Il ciclo cellulare La divisione cellulare

- Polimeri biodegradabili

Criteri di classificazione

Crescita e divisione cellulare

Il sistema immunitario: LE MALATTIE CHIARA SARACENI 3B A.S

Protocollo dei saperi imprescindibili

INFEZIONI VIRALI A TRASMISSIONE MATERNO-FETALI

SINTESI PROTEICA. Replicazione. Trascrizione. Traduzione

LE PIANTE COME BIOREATTORI

Orthomyxovirus. G. Di Bonaventura Università di Chieti-Pescara

Igiene ed autoprotezione

Struttura e classificazione dei virus:

Nuovi ruoli dei telomeri e della telomerasi

Strategie per lo sviluppo di antivirali

Citotossicità mediata dai linfociti T CD8 + nell eziologia eziologia di patologie neurodegenerative. Manuele Ongari

Morfologia virale. I virus, nella loro forma extracellulare (virione), hanno una struttura cristallizzata tipica

I Microrganismi. Associazione di Promozione Sociale Cucinaverarte No profit Organization Area Educational. Relatore: Nicola Bruno prof.

DNA non codificante ncdna

TEST BIOLOGIA 1 ANNO ABEI Da inviare a connesso@alice.it entro e non oltre il 6 novembre 2015

logo.jpg 18F-FDG Vari lavori hanno dimostrato che l accumulo di FDG correla con il Ki-67 MARKER DI PROLIFERAZIONE

Virus delle febbri emorragiche. 4 distinte famiglie: Arenaviridae Filoviridae Bunyaviridae Flaviviridae

L endocitosi dell EGFR

Indice. Capitolo 1 Introduzione alla terapia genica Capitolo 2 Acidi nucleici con funzione terapeutica... 11

Il genoma dinamico: gli elementi trasponibili

Sulla base del tipo di acido nucleico e delle modalità di trascrizione del mrna, il virologo

ATASSIA SPINOCEREBELLARE 17 (SCA17) (OMIM #607136)

La replicazione dei virus (dal virus parentale ai virus della progenie)

Corso di Laurea in Infermieris0ca. Disciplina: Anatomia Patologica Docente: Prof. Santo Giovanni LIO

ESISTONO DUE TIPI DI SECREZIONE

Classificazione dei virus

GENOMA. c varia da pochi kb nei virus a milioni di kb in piante e animali

Sanità Pubblica. origine greca, che letteralmente significa «discorso riguardo alla popolazione»:

1. Manifestano la loro azione negativa solo in età adulta avanzata

Tipi di immunità acquisita.

EPATITI ACUTE E CRONICHE IL CONCETTO DI EPATITE

Biosintesi non ribosomiale di metaboliti peptidici bioattivi

Microbiologia Dipartimento di Farmacia e BioTecnologie Università di Bologna

IL MEDICO DI MEDICINA GENERALE E MEDICINA GENERALE L ALLARME EBOLA: CLINICA E MANAGEMENT DELLE EPIDEMIE DEL TERZO MILLENNIO NEL SETTING DELLA

Prof.ssa Gamba Sabrina. Lezione 7: IL DNA. Duplicazione e sintesi delle proteine

Biologia Cellulare e DNA «Bigino»

Virus a DNA senza envelope ADENOVIRUS

Transcript:

CORSO DI LAUREA MAGISTRALE SCIENZE DELLA NUTRIZIONE UMANA ANNO ACCADEMICO 2013-2014 Corso Integrato di Microbiologia Agroalimentare e Microbiologia Applicata Caratteristiche generali dei virus Dr.ssa Claudia Matteucci Dipartimento di Medicina Sperimentale e Chirurgia Cattedra di Microbiologia

VIROLOGIA GENERALE -Sono parassiti endocellulari obbligati sia delle cellule eucariotiche (virus propriamente detti) che delle cellule procariotiche (batteriofagi) -Sono quindi capaci di riprodursi esclusivamente all interno della cellula parassitata utilizzando i meccanismi biosintetici cellulari -Sono di piccolissime dimensioni (20-280 nm) e visibili solo al microscopio elettronico

Dulbecco Ginsberg Microbiologia Ed. Zanichelli

VIROLOGIA GENERALE Il genoma protetto da un involucro di natura proteica (capside). Un solo tipo di acido nucleico DNA o RNA

MORFOLOGIA DEI VIRIONI Virione = particella virale al di fuori della cellula VIRUS NUDI Nucleocapside = Genoma + capside Genoma = Acido nucleico (DNA o RNA) Capside = involucro proteico intorno all acido nucleico VIRUS RIVESTITI Nucleocapside + Pericapside Nucleocapside = Genoma + capside Pericapside = involucro di natura lipoproteica

Struttura CAPSIDE Costituito da capsomeri (subunità proteiche) Simmetria Elicoidale 1 tipo di capsomero Icosaedrica 2 tipi Funzione Protezione del genoma e proteine accessorie Portatore delle molecole di adesione Funzione antigenica

Capside - formato da subunità proteiche ripetute dette capsomeri che possono essere costituiti da peptidi tutti identici tra loro (virione a simmetria elicoidale) oppure diversi (virus a simmetria icosaedrica).

Simmetria cubica o icosaedrica i protomeri si dispongono in raggruppamenti simmetrici detti capsomeri. Disposizione spaziale dei protomeri in modo da formare un solido regolare cavo che più si avvicini alla sfericità: un icosaedro. L icosaedro è caratterizzato da 12 vertici, ( triangoli equilateri) 20 facce, 30 spigoli. 3 assi di simmetria rotazionali passanti al centro dell icosaedro. Pentoni ( 5 protomeri) vertici Esoni (6 protomeri) facce

CAPSIDE A STRUTTURA ICOSAEDRICA

Simmetria elicoidale: I protomeri non si raggruppano in complessi ma si dispongono con un andamento a spirale per formare il capside. Una specie di cilindro nella cui cavità si trova l acido nucleico. Questa simmetria ha un solo asse di simmetria rotazionale che coincide con l asse longitudinale del cilindro.

CAPSIDE A STRUTTURA ELICOIDALE

Pericapside Alcuni virioni hanno il nucleocapside rivestito da un involucro (envelope o peplo) detto pericapside di natura lipoproteica derivato dalla membrana nucleare o citoplasmatica della cellula parassitata (a seconda che il virus si replichi nel nucleo o nel citoplasma della cellula ospite).

Pericapside Stesse funzione del capside Portatore delle molecole di adesione del virus alla cellula ospite Funzione antigenica Deriva dalla membrana cellulare o nucleare della cellula ospite

NUDI RIVESTITI ICOSADRICI Genoma Capside ELICOIDALI Pericapside Genoma Capside

Mims et al. Microbiologia Clinica Ed. EMSI VIRUS NUDO

Mims et al. Microbiologia Clinica Ed. EMSI VIRUS RIVESTITO

PERICAPSIDE GENOMA CAPSIDE

GENOMA VIRALE I virus possono contenere DNA o RNA L RNA è sempre a catena singola ad eccezione del Rotaviris (Reovirus) che ha un RNA a catena doppia. Il DNA è sempre a doppia elica ad eccezione del Parvovirus L RNA può essere a polarità positiva o a polarità negativa L RNA a polarità positiva all interno della cellula può funzionare direttamente da RNA messaggero. L RNA a polarità negativa deve essere trascritto in un elica complementare che funziona da RNA messaggero: virus con questo tipo di RNA hanno l enzima RNA polimerasi RNA dipendente associata al virione

CLASSIFICAZIONE

Caratteristiche dei virus utilizzate nella classificazione: CARATTERISTICHE DEL GENOMA: Tipo di acido nucleico Lineare o circolare Polarità positiva o negativa Presenza di segmenti distinti Sequenza nucleotidica

VIRUS A DNA: Herpesviridae Poxviridae Papovaviridae Adenoviridae Parvoviridae Virus dell Epatite B

VIRUS A RNA Paramyxoviridae Arenaviridae Bunyaviridae Rhabdoviridae Orthomyxoviridae Retroviridae Caliciviridae Picornaviridae Coronaviridae Togaviridae Reoviridae Filoviridae

INFEZIONE VIRALE Adsorbimento = il virus si lega ad uno specifico recettore della membrana cellulare con un legame chimico-fisico Penetrazione = per fagocitosi e nei virus con pericapside per fusione delle membrane Denudamento dell involucro proteico = digestione dell involucro capsidico ad opera degli enzimi idrolitici contenuti nelle vesciche lisosomiali cellulari Replicazione del genoma virale e Traduzione dei messaggeri virali in PROTEINE VIRALI Assemblaggio delle particelle virali Liberazione delle particelle virali dalla cellula ed infezione di altre cellule

Incontro Legame Penetrazione FASI INIZIALI DELL INFEZIONE Passivo, fase aspecifica Recettori specifici sulla membrana cellulare Virus non rivestiti (NUDI): viropessia (Endocitosi mediata da recettori) Virus rivestiti: scapsidazione Endocitosi mediata da recettore Fusione diretta

ATTACCO Contatto virus cellula Recettori virali sulla cellula I recettori per il virus presenti sulla cellula possono essere proteine o carboidrati su gp o glicolipidi. Antirecettori virali sul virus RECETTORI PER I VIRUS EBV--> C3d presente sui linfociti B HAV--> alfa-2 macroglobulina HIV--> CD4 Influenza --> gp contenenti acido sialico. Morbillo --> CD46 Picornavirus: Un avallamento (canyon) sulla superficie del Rhinovirus che s inserisce sulla molecola di adesione intercellulare (ICAM-1) Rhinovirus --> ICAM-1

ANTIRECETTORI VIRALI PRESENTI SULLA SUPERFICIE DEI VIRUS Emoagglutinine (HA) Glicoproteine (Gp)

VIRUS NUDI a) adsorbimento b) endocitosi (ph neutro) c) Fagocitosi VIRUS CON ENVELOPE PENETRAZIONE Fusione del pericapside con la membrana cellulare dell ospite con il fine di liberare il nucleocapside o il genoma direttamente nel citoplasma.

DENUDAMENTO All interno della cellula infetta il virione perde l involucro esterno, liberando l acido nucleico e eventuali enzimi virali che porta con se. azione delle proteasi sul capside proteico. azione degli enzimi lisosomiali sulle strutture proteiche

SINTESI MACROMOLECOLARE L acido nucleico e le proteine strutturali della progenie virale vengono sintetizzate separatamente per poi riassemblarsi e formare nuovi virioni. vengono utilizzati enzimi cellulari alcuni virus portano nei virioni peculiari enzimi virali (RNA polimerasi, DNA polimerasi) la replicazione del virus può avvenire nel citoplasma o nel nucleo secondo il tipo di virus

1)Riconoscimento della cellula bersaglio 2) Adsorbimento 3) Penetrazione 4) Denudamento EVENTI DELLA REPLICAZIONE VIRALE 5) Sintesi macromolecolari a) Sintesi degli mrna precoci e di proteine non strutturali:geni per enzimi e proteine leganti acidi nucleici. b) Replicazione del genoma c) Sintesi degli mrna tardivi e di proteine strutturali. d) Modificazioni post-traduzionali delle proteine. 6) Assemblaggio del virus 7) Gemmazione del virus con mantello 8) Rilascio del virus

STRATEGIE REPLICATIVE A) VIRUS A DNA iniziano la trascrizione nel nucleo della cellula ospite utilizzando la RNA polimerasi DNA dipendente della cellula ospite. I virus che replicano nel citoplasma (poxvirus) utilizzano per la trascrizione una polimerasi veicolata dal virus stesso. B) VIRUS A RNA a polarità positiva non hanno bisogno di trascrivere il proprio genoma perché il loro RNA viene tradotto direttamente dai ribosomi della cellula. I virus ad RNA a polarità negativa possiedono un genoma che non può essere tradotto e debbono quindi produrre mrna utilizzando una trascrittasi virale.

ASSEMBLAGGIO L assemblaggio delle copie del genoma virale con le proteine strutturali costituiscono nuove particelle virali Tutti i VIRUS A RNA si assemblano nel citoplasma delle cellule infettate I VIRUS A DNA si assemblano nel nucleo tranne i Poxvirus (citoplasma)

Liberazione Lisi cellulare Gemmazione

LIBERAZIONE Acquisizione del mantello e liberazione Herpesvirus ( foglietto interno della membrana nucleare) Togavirus (reticolo endoplasmatico) La liberazione dei virus con pericapside avviene per gemmazione dal reticolo endoplasmatico e dalle membrane del Golgi La liberazione dei virus senza pericapside avviene per lisi cellulare causata dall alterata permeabilità della membrana e dal blocco della sintesi delle macromolecole cellulari Nella maggior parte dei virus con pericapside la maturazione del virus avviene con la liberazione

Mims et al. Microbiologia Clinica Ed. EMSI scapsidazione

Effetti dell infezione virale sulla cellula ospite La moltiplicazione virale produce modifiche nella cellula ospite. Ne derivano cambiamenti della morfologia cellulare e alterazioni metaboliche, genetiche e regolatorie che possono portare alla morte cellulare o alla sua trasformazione.

Effetti dell infezione virale sulla cellula ospite Tipi di infezioni - Citolitiche acute il virus si replica nella matrice cellulare, la cellula si lisa liberando le nuove particelle virali (caratteristica dei virus nudi); causa la morte della cellula. - Croniche ad equilibrio intorno al genoma si forma il capside nel citoplasma cellulare, il nucleocapside si avvicina alla membrana citoplasmatica e per gemmazione si matura il virione rivestito (pericapside); effetto citopatico ridotto. - Integrate infezione trasformante, il genoma virale si integra nel genoma della cellula ospite determinandone una trasformazione permanente.

Infezione virale citolitica Virus nudo Virus rivestito - Infezioni più frequenti - Morte della cellula - Virus rivestiti uccidono la cellula più lentamente di quelli nudi

Infezione virale cronica Virus rivestito - La cellula ospite non muore - La cellula produce piccole quantità di virus per periodi di tempo lunghi senza subire danni evidenti

Infezione virale integrata - Genoma virale rimane nel nucleo in forma episomiale o integrata - Trasformazione neoplastica della cellula

Effetti dell infezione virale sulla cellula ospite EFFETTO CITOPATICO La moltiplicazione virale produce nella cellula ospite cambiamenti della morfologia e alterazioni metaboliche, genetiche e regolatorie che possono determinare la morte della cellula o la sua trasformazione

Alterazioni morfologiche - Degenerazione e lisi della cellula (adenovirus) - Formazioni di sincizi (fusione di più cellule) (retrovirus, herpesvirus, paramixovirus) - Formazioni di inclusioni nella cellula (ammassi di costituenti virali o di strutture cellulari alterate, citomegalovirus) - Modificazione dell espressione delle proteine di membrana (alterazione importante per il riconoscimento da parte delle cellule del sistema immunitario)

Alterazioni metaboliche, genetiche - Alterazione della permeabilità della membrana e dei meccanismi di trasduzione del segnale intracellulare - Inibizione della sintesi delle macromolecole cellulari (DNA, RNA e proteine) - Alterazioni cromosomiche (modifica stabile del genoma cellulare)

LE INFEZIONI PERSISTENTI comprendono: 1) CRONICHE (non litiche, produttive) 2) LATENTI ( sintesi limitata di macromolecole virali ma senza produzione di virus. il virus non è rilevabile negli intervalli tra successive recidive) 3) LENTE (periodo di incubazione lungo) 4) TRASFORMANTI ( immortalizzazione)

VIRUS ONCOGENI Alcuni virus a DNA ed alcuni Retrovirus stabiliscono infezioni persistenti che possono anche stimolare una replicazione cellulare incontrollata, causando la trasformazione o l immortalizzazione delle cellule Caratteristiche delle cellule trasformate replicazione senza senescenza alterazioni della morfologia alterazioni del metabolismo aumentato tasso di crescita cellulare aumentato trasporto di zuccheri perdita dell inibizione da contatto acquisizione della capacità di crescita in sospensione o in agar semisolido

QUESTI VIRUS IMMORTALIZZANO LE CELLULE: 1) Attivando o fornendo geni che stimolano la proliferazione cellulare (oncogeni) 2)Rimuovendo i relativi meccanismi di inibizione che limitano la sintesi del DNA e la crescita cellulare (geni oncosoppressori)

PATOGENESI DELLE INFEZIONI VIRALI PROCESSO ATTRAVERSO IL QUALE UN INFEZIONE VIRALE PROVOCA MALATTIA Comprende cinque eventi principali: a) Ingresso del virus nell ospite b) Replicazione del virus nella sede di primo impianto che può coincidere o meno con la sede di ingresso c) Diffusione locale o a distanza d) Disseminazione agli organi bersaglio e) Eliminazione del virus dall organismo

MECCANISMI DI PATOGE\NESI VIRALE La presenza o meno del pericapside è il principale fattore strutturale che influenza la modalità della trasmissione virale. VIRUS SENZA PERICAPSIDE: Resistono all essiccamento, all azione dei detergenti, a condizioni estreme di ph, di temperatura, all ambiente acido dello stomaco, all azione della bile nell intestino (virus trasmessi per via inalatoria, per via oro-fecale e spesso acquisiti attraverso oggetti contaminati. VIRUS CON PERICAPSIDE: Labili. Sono trasmessi 1) attraverso goccioline respiratorie, sangue, muco, saliva o sperma; 2) mediante inoculazione; 3) trapianto d organo. Questi virus sono labili in ambiente acido, ed al trattamento con detergenti, caratteristica che rende impossibile la loro trasmissione per via oro-fecale. Eccezioni sono l HBV, e i Coronavirus.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE Infezione del tessuto bersaglio Il virus riesce a penetrare nell organismo attraverso discontinuità della cute o attraverso le membrane mucoepiteliali che rivestono gli orifizi del corpo (occhi, tratto respiratorio, bocca, genitali e il tratto gastro enterico) Dopo l entrata il virus si può replicare e rimanere a livello del sito primario, può diffondersi ad altri tessuti attraverso il circolo ematico ed il sistema linfatico o può disseminare attraverso i neuroni.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE VETTORI: sono gli animali che fungono da vettori per la diffusione della malattia virale ad altri animali, all uomo e ad altri ospiti SERBATOI: animali che mantengono ed amplificano la diffusione del virus nell ambiente ZOONOSI: le malattie virali che vengono condivise da animali (Rabbia) o insetti ( Arbovirus,che includono i togavirus, flaivirus, bunyavirus, reovirus) e dall uomo.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE Il trasporto del virus in circolo viene detto viremia. I virus possono essere liberi nel sangue o in forma cellulo-associata all interno di linfociti e macrofagi I virus che diffondono per via viremica possono raggiungere organi diversi. Sono definiti organi bersaglio solo quelli in cui la moltiplicazione virale conferisce all infezione la sintomatologia caratteristica I virus possono raggiungere il SNC attraverso: 1) il circolo ematico 2) le meningi o il liquido cerebrospinale infettati 3) neuroni periferici e sensoriali.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE Di grande importanza sono anche le vie di eliminazione del virus non solo per la diffusione del virus ma anche per le strategie di prevenzione. L eliminazione può avvenire attraverso la via respiratoria, oro-fecale, urogenitale.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE I virus causano malattia dopo Aver superato le barriere di difesa naturali dell organismo Aver eluso il controllo del sistema immunitario Aver distrutto le cellule di un tessuto importante Aver attivato una risposta immunitaria ed infiammatoria distruttiva.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE La risposta immunitaria può costituire uno dei fattori maggiormente responsabili della patogenesi di una infezione virale. Il tessuto bersaglio del virus determina la natura della malattia ed i suoi sintomi, mentre vari fattori virali e dell ospite determinano la gravità della malattia. Questi fattori sono: il ceppo virale la consistenza dell inoculo le condizioni generali di salute della persona infettata. L efficacia della risposta immune della persona infettata determina la gravità e la durata della malattia.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE Ogni virus ha il suo tropismo tissutale. Molti virus codificano funzioni (fattori di virulenza) che promuovono l efficienza di replicazione virale, la trasmissione virale, l accesso ed il legame del virus al tessuto bersaglio o l elusione da parte delle difese dell ospite incluse quelle del sistema immunitario. Fasi fondamentali nella malattia virale sono: 1) Acquisizione ( ingresso nell organismo) 2) Iniziazione dell infezione al sito primario 3) Periodo d incubazione

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE Il periodo d incubazione può essere: 1) Asintomatico 2) produrre sintomi primari aspecifici (fase prodromica) 3) fase sintomatica: causati dal danno tissutale e dagli effetti sistemici causati dal virus e forse dal sistema immunitario.

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE DIFESE DELL OSPITE CONTRO LE INFEZIONI VIRALI: barriere anatomiche naturali ( cute e mucose integre, muco, ciglia, acido gastrico, lacrime, bile) DIFESE IMMUNITARIE ASPECIFICHE (INNATE) febbre, IFN, macrofagi, NK che provano a delimitare e controllare la replicazione virale locale e la diffusione. DIFESE IMMUNITARIE SPECIFICHE : RISPOSTA UMORALE E CMI Th1--> CMI, IFN, CTL ( è necessaria per la lisi cellularenel caso d infezioni non citolitiche ( HAV) e delle infezioni causate da virus con mantello Th2 --> risposta anticopale ( bloccano il virus durante la viremia) Memoria immunitaria

MECCANISMI DI PATOGENESI VIRALE INFEZIONE INAPPARENTE O ASINTOMATICA si verifica: 1) quando il tessuto infettato non viene danneggiato; 2) quando l infezione viene controllata prima che il virus raggiunga l organo bersaglio 3) se il tessuto viene rapidamente riparato 4) se l entità del danno è al di sotto della soglia di disfunzione. Le infezioni asintomatiche rappresentano la principale fonte di contagio

Antivirali I farmaci antivirali hanno come bersaglio enzimi codificati dal virus oppure strutture virali importanti per la replicazione. Virus trattabili con farmaci antivirali: Virus dell Herpes simplex Virus della Varicella zooster Cytomegalovirus HIV Virus dell influenza A Virus respiratorio sinciziale Virus dell Epatite A,B e C Papillomavirus Picornavirus

Antivirali Bersagli dei farmaci antivirali: In base alle fasi di replica virale i potenziali bersagli dei farmaci antivirali sono: L adsorbimento Penetrazione Scapsidazione Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA ( polimerasi) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi ( Timidina chinasi) Modificazione delle glicoproteine Assemblaggio ( proteasi)

Antivirali

INTERFERONI INTERFERONI: Sono costituiti da una classe di proteine con spiccata attività antivirale capaci di indurre nelle cellule con cui vengono a contatto uno stato di resistenza antivirale legato alla produzione di proteine dette effettrici. La loro azione non è virus-specifica ma specie-specifica

INTERFERONI Tre tipi di interferon vengono indotti da stimoli diversi: a)interferon α indotto da cellule estranee, tumorali, batteriche o infettate da virus quando queste vengono a contatto con cellule dendritiche circolanti. b)interferon β indotto in cellule epiteliali, fibroblasti e macrofagi in risposta ad RNA virale. c)interferon γ indotti in linfociti T stimolati da antigeni ha un attività essenzialmente immunomodulante.

CELLULA INFETTA Blocco della sintesi proteica Induzione di morte (apoptosi) CELLULA NON INFETTA Mims et al. Microbiologia Clinica Ed. EMSI

INTERFERONI (IFN) Famiglia di citochine IFN di tipo I (IFN-α, IFN-β, IFN-κ, IFN-δ, IFN-ε, IFN-τ, IFN-ζ, IFN-ω) Si legano ad un singolo recettore IFNAR presente in tutte le cellule del corpo. IFN di tipo II (IFN-γ) Si lega al recettore IFNGR presente prevalentemente sulle cellule del sistema immunitario. IFN di tipo III (3 sottotipi di IFN-γ) Si legano al complesso recettoriale IFNLR e IL10R

Proteine effettrici indotte dagli interferoni: Oligoadenilato sintetasi che attiva una ribonucleasi presente in forma inattiva nella cellula, provocando la depolimerizzazione dell RNA virale. Proteinchinasi che rende inattivo fosforilandolo il fattore di iniziamento della sintesi proteica IF2.

RISPOSTA DELL OSPITE ALLE INFEZIONI VIRALI (I) Mediante il riconoscimento da parte dei recettori di ricognizione (PRR), molecole PAMPs di origine virale attivano le cellule dendritiche (fagocitarie). L attivazione determina la cascata di eventi intracellulari che portano alla produzione di citochine proinfiammatorie e interferoni.

RISPOSTA DELL OSPITE ALLE INFEZIONI VIRALI (II) In particolare gli interferoni determinano: - Effetti sull immunità innata reclutamento e attivazione delle cellule dendritiche reclutamento e maturazione di componenti cellulari del sistema immunitario quali macrofagi (APC), neutrofili e cellule NK - Effetti sull immunità adattativa o acquisita reclutamento di linfociti T e interazione con le APC - Effetti su cellule non appartenenti alla risposta immune modulazione della sintesi proteica ed induzione e mantenimento dello stato antivirale

INTERAZIONE PRR-PAMPs NELLA ATTIVAZIONE DELLA RISPOSTA INNATA DA PATOGENI VIRALI

RISPOSTA DELL OSPITE ALLE INFEZIONI VIRALI (III) Il sistema del complemento riconosce antigeni virali e si attiva generando degli eventi a cascata che determinano: - Effetti sull immunità innata reclutamento e attivazione delle cellule fagocitarie e dei granulociti nel sito di infezione. la marcatura (opsonizzazione) dei patogeni virali in modo da renderli più aggredibili da parte delle cellule immunitarie. distruzione diretta dei patogeni (virus con envelope) attraverso il complesso di membrana MAC. favoriscono la citotossicità verso cellule infettate.

RISPOSTA DELL OSPITE ALLE INFEZIONI VIRALI ATTIVAZIONE DELLA RISPOSTA INNATA DA PARTE DI PATOGENI VIRALI CD = cellula dendritica

RISPOSTA DELL OSPITE ALLE INFEZIONI VIRALI (IV) L attivazione della risposta adattativa nel corso dell infezione virale: previene l infezione di nuove cellule da parte dei virioni liberi elimina selettivamente le cellule già infettate linfociti T citotossici (CD8) hanno il ruolo fondamentale di eliminare le cellule infettate.

Linfociti T citotossici (CD8+) Dopo essere stati sensibilizzati dalle cellule APC riconoscono le cellule infettate e le uccidono (effetto citotossico, morte della cellula infettata per apoptosi). Durante la replicazione le proteine virali vengono veicolate sulla superficie della cellula infettata da molecole MHC-I (risposta MHC-I mediata). Questo complesso viene riconosciuto dai linfociti T citotossici che producono fattori tossici che uccidono la cellula infettata. APC CD8+ APC Cellula infetta MHC-I Antigene MHC-II

RISPOSTA DELL OSPITE ALLE INFEZIONI VIRALI (V) La risposta anticorpale previene l infezione di nuove cellule da parte del virus libero (neutralizzazione del virus), segnala la presenza di antigeni virali sulle cellule infettate inducendo la risposta citotossica NK e CD8 mediata da anticorpi (ADCC), attivazione del complesso di membrana (lisi cellula infettata).

RISPOSTA DELL OSPITE ALLE INFEZIONI VIRALI ATTIVAZIONE DELLA IMMUNITA ACQUISITA DA PARTE DI PATOGENI VIRALI CD = cellula dendritica

STRATEGIE DI ADATTAMENTO DEI VIRUS Ogni virus mette in atto strategie diverse per replicare efficacemente, nonostante la presenza dei meccanismi difensivi dell ospite. Infezioni acute: da virus citolitici, ma caratterizzati da una rapida replicazione nell ospite e rapido passaggio ad altro ospite prima che sia completamente attiva la risposta adattativa che rimuove il virus (es. virus influenzale, virus del morbillo). Infezioni persistenti: virus che riescono ad eludere le risposte difensive (es. HIV, HCV) e con esse riescono a convivere. Infezione lunga con manifestazione clinica nel tempo, dopo anni di interazione virus-ospite. Anche i virus erpetici (herpesvirus) sono in grado di persistere nell ospite entrando in fase di latenza replicativa. Si riattivano quando le difese dell ospite diminuiscono.

ELUSIONE DELLA RISPOSTA DA PARTE DEI VIRUS. Produzione di VIROCHINE, proteine che neutralizzando l effetto delle citochine prodotte dall ospite. Effetto immunomodulatorio. (es. proteina Tat di HIV). Virus con envelope portano sulla superficie proteine presenti sulla membrana dell ospite (es. HIV, HTLV-1. virus Ebola). Proteine virali possono bloccare nella cellula infettata la risposta interferon o la cascata del segnale dei PRR (Toll like receptor) (es. NS3 di HCV interagisce con la cascata del TLR3). Mutazioni del virus durante la replicazione, necessità di produrre nuovi anticorpi per bloccarlo.