DOGMA centrale della biochimica DNA RNA PROTEINA FLUSSO UNIDIREZIONALE 1 Retroviridae DNA Polimerasi RNA-dipendente codificata dal virus TRASCRITTASI INVERSA genoma a RNA Trascrittasi inversa DNA provirale Integrasi Integrazione RNA polimerasi II genoma a RNA virus virus OSPITE 2 Retroviridae: VI Classe RNA (+) Sottofamiglie / generi orthoretrovirinae alfa-beta-gamma-epsilonretrovirus: virus tumorali degli animali deltaretrovirus: virus con potere trasformante per l uomo (HTLV I e II) lentivirus: retrovirus che danno infezioni a decorso lento (HIV) spumavirinae spumavirus: isolati dai primati, non associati a patologie umane determinano degenerazione schiumosa delle cellule inoculate 3 Virione piccolo, 100 nm di diametro Genoma costituito da DUE molecole di RNA positivo in struttura dimerica legate da ponti idrogeno trna e polimerasi capside envelope Si replicano in maniera peculiare Retroviridae 4 1
Genoma dei retrovirus (RNA positivo) R U5 GAG POL ENV U3 R un retrovirus ha tipicamente tre geni GAG : proteine interne ENV: glicoproteine dell envelope POL: enzimi, Trascrittasi inversa, Integrasi, Proteasi 5 Retroviridae l RNA virale è diploide: dotato di cap al 5, poliadenilato al 3 orientamento positivo (come mrna) L RNA virale non può essere tradotto direttamente perché è associato a proteine Nuovo mrna deve essere sintetizzato Per far questo il virus deve passare attraverso un intermedio replicativo a DNA Per questo motivo la trascrittasi inversa è all interno del virione 6 Il ciclo replicativo RETROTRSCRIZIONE I problemi della replicazione TRASCRIZIONE di mrna e vrna (POL II cellulare) SINTESI PRECURSORI PROTEICI ASSEMBLAGGIO sulla plasmamembrana MATURAZIONE attività della PROTEASI INTEGRAZIONE Quando RNA Pol II trascrive un gene cellulare non copia l intero gene Infatti, nella sintesi di RNA messaggero non vengono copiati gli elementi genetici che regolano la trascrizione ma non sono necessari per la traduzione 8 2
promotor RT primer RNA synthesis initiation site RNA pol II In pratica RNA genomico Reverse virale transcriptase dsdna RNA synthesis termination site IL RISULTATO IL DELLA DELLA TRASCRIZIONE È UN È UN RNA RNA SENZA PIU SEQUENZE CORTO!! Retroviridae RNA polymerase II non può copiare Le sequenze a monte del sito di inizio della trascrizione Promotori / Enhancers Una parte delle sequenze a valle del sito di termine della trascrizione Poly A site / termination site DI REGOLAZIONE CHE NON SERVONO PER LA TRADUZIONE 10 11? il provirus dovrebbe integrare a valle di un promotore cellulare e a monte di un sito di termine OPPURE Trovare il modo per avere le sue proprie sequenze di controllo che però NON vengono copiate! Repeat region Retroviridae soluzione: DNA e RNA sono diversi RNA genomico Repeat region R U5 Viral RNA U3 R Reverse transcriptase R U5 GAG POL ENV U3 R RNA termination site DNA provirale U3 R U5 GAG POL ENV U3 R U5 LTR il DNA provirale è riorganizzato in modo da avere le sequenze regolatorie nella giusta posizione per essere trasmesse al messaggero genomico RNA initiation site LTR 12 Proviral DNA U3 R U5 U3 R U5 vengono formati gli LTR (long terminal repeats) promotor POLII POLII RNA initiation site RNA termination site 13 3
Formazione degli LTR ** RNasiH DNA- RNasiH RNA 5 LTR 2 salto ** RNasiH ** DNA+ ** 3 LTR DNA+ ** : primer 1 salto RNA LTR: sequenze regolatrici Regioni di controllo (tipiche degli eucarioti) che legano i fattori di trascrizione e regolano l inizio e la fine della trascrizione, enhancer e promoters (U3), terminator (U5) CAT box e TATA box (sito di legame dei TFII per la RNA pol II) si trovano nel contesto del promoter (U3) al 5 del genoma provirale Il sito di poliadenilazione e di termine della trascrizione (U5) al 3 del genoma provirale 14 16 Alcuni retrovirus hanno un gene extra che conferisce loro capacità trasformanti Retrovirus difettivi hanno un oncogene al posto del gene regolare Avian Myeloblastosis Virus retrovirus tipico R U5 GAG POL ENV U3 R R U5 GAG POL MYB U3 R Feline Sarcoma Virus (FSV) Rous Sarcoma Virus R U5 GAG POL ENV SRC U3 R 17 R U5 dgag FMS denv U3 R Avian Myelocytoma Virus (MC29) R U5 dgag MYC denv U3 R 18 4
Retrovirus difettivi hanno un oncogene al posto del gene regolare Da dove viene il gene? Non possono produrre le loro proprie proteine strutturali e così hanno bisogno di un virus helper per produrre infezione e replicare. Il gene è stato acquisito dalle cellule eucariote in seguito a continui passaggi infettivi Il processo d integrazione del DNA provirale rappresenta uno strumento eccezionale per lo scambio orizzontale di geni tra individui. È dunque probabile che i retrovirus siano stati fondamentali nel corso del processo evolutivo proprio favorendo questo mescolamento. Si ritiene che circa l 8% del genoma umano sia costituito da sequenze retrovirali (retrovirus endogeni HERV ) il cui ruolo biologico è a tutt oggi oscuro 19 20 Virus oncogeni a RNA Virus tumorali a RNA oncogene virale V-onc L oncogene virale è Un gene simile al proto-oncogene cellulare MA è capace di indurre trasformazione perché nel retrovirus è overespresso Cellular Proto-oncogene C-onc 21 Un oncogene cellulare induce tumore per mutazione altri cambiamenti nel genoma cellulare 22 5
Retrovirus acutamente trasformanti (ATV) oncovirus difettivi transattivanti Non sono in grado di replicarsi (ecc. RSV) Possiedono un gene sostituito (v-onc) e se integrano causano il tumore in modo molto rapido Possono agire direttamente o transattivando fattori cellulari (trans-attivanti) Non hanno bisogno di inserirsi in un sito particolare 23 Retrovirus cronicamente trasformanti Causano il tumore in modo inefficiente e dopo molto tempo Avian Leukosis Virus (causa leucemia) R U5 GAG POL ENV U3 R Non c è oncogene! come causa il tumore? 24 Retrovirus cronicamente trasformanti ALV può integrare in MOLTI punti del genoma della cellula ospite Ma nel tumore si trova sempre nello STESSO sito? Il tumore nasce da una cellula Qualche cosa che riguarda il sito di integrazione deve essere importante per la trasformazione l evento è cruciale ma è raro 25 Retrovirus cronicamente trasformanti L integrazione che produce trasformazione nella leucemia aviaria avviene in prossimità di un oncogene cellulare C-myc! Oncogenesi per inserzione di un promotore 26 6
Retroviridae Oncogenesi oncovirus non-difettivi cis-attivanti Host DNA U3 R U5 Gag Pol Env U3 R U5 Host DNA Promotore POL II Promotore INSERZIONE DI UN PROMOTORE POL II c-myc overespresso ü il virus si integra a caso e solo quando si integra in siti particolari induce il tumore ü gli enhancer/promoter virali sono molto forti ü se il gene cellulare a valle di un promoter virale è un oncogene il virus può trasformare la cellula ü oncogenesi è conseguente alla disregolazione (attivazione della trascrizione) di un c-onc 27 28 Virus tumorali a RNA La scoperta di retrovirus contenenti oncogeni spiega come i tumori possono avere eziologia virale Questi virus causano tumori negli animali da laboratorio Non c è evidenza che lo causino nell uomo Deltaretrovirus ü A questo genere appartengono i primi retrovirus umani isolati, HTLV-1 e HTLV-2 ü Questi virus causano il cancro dopo una latenza di almeno 30 anni ü Oltre ai geni virali contengono due o più geni regolatori non correlati con oncogeni cellulari - tax - rex 29 30 7
Genoma HTLV-1 rex ü È un regolatore dell espressione a livello post-trascrizionale agendo sugli mrna virali, prevenendo ulteriore splicing e promuovendo il trasporto al citoplasma dei messaggeri lunghi. Tat e rex derivano da un processo di doppio splicing: regolano la replicazione virale interferendo sul livello di trascrizione: regolano l espressione di geni eterologhi. L azione di entrambi è capace di produrre uno stimolo autocrino per la proliferazione 31 delle cellulet -> moltiplicazione incontrollata -> trasformazione 32 tax ü È un trans-attivatore trascrizionale, attiva la trascrizione dell mrna virale (e quindi del genoma e delle proteine virali) legandosi al promotore sull LTR dell estremità 5 ü Attiva anche i promotori di geni eterologhi, tra i quali IL-2, IL-2r, IL-3, il fattore stimolante le colonie di granulociti/macrofagi (GM-CSF), che promuovono la crescita cellulare 33 Oncogenesi (oncovirus non-difettivi transattivanti) Quindi promuovono la trasformazione cellulare in un modo indiretto rispetto agli altri oncovirus Attraverso ü Transattivazione dei geni che controllano la crescita Non è necessaria ü Integrazione vicino a geni che controllano la crescita 34 8
HTLV-1 È l agente eziologico della leucemia a cellule T dell adulto: forma rara e molto aggressiva di leucemia che coinvolge anche la cute (Africa, Giappone, Caraibi) Tutti i malati sono positivi per anticorpi anti HTLV-1 Nelle cellule tumorali viene messo in evidenza il genoma virale integrato. Poche cellule inizialmente infette, l espansione è usualmente oligoclonale e clonale Lesioni cutanee in paziente con ATL acuta 35 HTLV-1: trasmissione ü Attraverso lo scambio di fluidi biologici per contatto cellula-cellula e non attraverso virus libero à Rapporto sessuale (linfociti presenti nelle secrezioni genitali) à Trasfusione (prima del 1989 sangue non controllato per la presenza di anticorpi) à Condivisione di aghi contaminati da sangue (tossicodipendenti) à Perinatale (linfociti durante l allattamento) 36 HTLV-1: patogenesi ü L infezione è usualmente asintomatica ü Il tropismo è selettivo per i linfociti T CD4+ attivati ü Può rimanere latente o replicare lentamente per anni, ma può indurre la crescita clonale di cellule T CD4+ -> aberrazioni cromosomiche -> leucemia in 1-5% dei casi dopo 30-50 anni ü La maggioranza dei soggetti infettati NON sviluppa la patologia leucemica ü Dimostrato un legame tra questo virus e una rara HTLV-2 ü E stato isolato da una forma particolare di leucemia detta a cellule capellute (hairy cells leukemia) ü non sono chiari i legami di questo virus con le patologie umane ü È spesso presente in tossicodipendenti (IDU) infettati da HIV ü La maggior parte dei sieropositivi rimane asintomatica per tutta la vita malattia del SNC (paraparesi spastica tropicale). 37 38 9
Virus dell immunodeficienza umana ü Famiglia: Retroviridae Sottofamiglia: Orthoretrovirinae Genere: Lentivirus ü HIV-1: Isolato nel 1983 ü Genoma esiste sotto due forme fisiche: RNA 9.2 kb nel virione libero, DNA ds 10.000 bp nella cellula infettata ü 2 distinti tipi: HIV-1 e HIV-2 ü HIV 1: 4 gruppi (M, N, O, P) ü 11 sottotipi nel gruppo M (da A a K); 5 sotto-sottotipi (A1-4, F1-2); (forme ricombinanti 43 CRF; n URF circolanti e uniche) ü Quasispecie nell ospite infettato È L AGENTE EZIOLOGICO DELL AIDS 39 RNA genomico 2 molecole Core virale p24 Il virione 80-120 nm Proteina di matrice p17 gp41 env gp120 env 40 HIV-1: ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA e DEL VIRIONE U3 R R U5 U5 pol Integrasi p32 RNA genomico Proteasi p11 pol tat vpr vif Trascrittasi An An inversa p51, p66 Vif, Vpr, Nef Glicoproteina di superficie (gp120) tat vpr vif rev rev -vpu Lipid Bilayer -vpu env Matrice, p17 env Capside, p24 Nucleocapside, p7 Glicoproteina di transmembrana (gp41) tatgag rev- tatgag rev- U3 U3 -nef R -nef R U5 41 La replicazione di HIV Avviene in cellule che esprimono la molecola CD4 che è il recettore per la gp120 dell envelope linfociti T, monociti, macrofagi, cellule dendritiche e della microglia È anche indispensabile l interazione con un corecettore CCR5 (macrofagi e linfociti, lega β- chemochine e RANTES) Ceppi macrofagotropici, NSI, R5- tropici CXCR4 (linfociti, lega α-chemochine, SDF-1) Ceppi linfotropici, SI, X4-tropici 42 10
replicazione di HIV: ingresso l interazione di gp120 con i recettori provoca una modifica della conformazione di gp41 che media la fusione tra cellula ed envelope virale Il virus entra quindi per FUSIONE gp120 CD4 Conformational Changes gp120 gp120 CD4 Conformational changes gp41 Il ciclo replicativo Binding Bind CCR5 Membrane penetration Membrane fusion 43 44 RNA EXPRESSION PATTERN OF HIV-1 OPEN READING FRAMES tev2 tat2/tev3 rev1/tev1 pol vpr env gag vif tat 1 nef vpu rev2 SPLICE JUNCTIONS SD1 CAP 455 EXONS CONSTITUTING SPLICED mrna E1 E2 E3 E4/5 E7 SA2 4913 4962 5463 743 9602 AAA SD2 SA3 SA4 6044 6724 SD3 SD4 SD5 5954 5777 5390 SA5 SA7 8369 REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE NUCLEUS Integrated provirus transcription AAA RRE TAR Rev-dependent transport Rev-independent transport splicing RRE CYTOPLASM UNSPLICED mrna (full-length HIV transcripts -> genome, gag, gag-pol) EARLY Multiply spliced mrnas LATE Unspliced + singly spliced mrna SINGLY SPLICED mrna 4.0 Kb class MULTIPLY SPLICED mrna 1.8 Kb class Vpu- Env 80% Vif 100% Vpr 100% Tat 48% Rev 40% Nef 4549% translation Tat Rev Nef Early proteins RRE RRE translation Gag, Pol, Env, Vpr, Vpu, Vif Late proteins 46 11
tat, rev proteine regolatorie sono codificate da geni organizzati in esoni e derivano quindi da messaggeri processati dalla cellula ospite mediante splicing TAT Transcriptional activator (p14) ü Rientra nel nucleo dove transattiva il genoma virale ü Non si lega al DNA ma esplica la sua azione legandosi a TAR (transactivator active region) all inizio del trascritto virale ü In presenza di fattori dell ospite aumenta la capacità di trascrizione della RNA Pol II sullo stampo del DNA virale (trascritti lunghi) ü Agisce anche in cellule non infettate provocando l innesco di segnali di membrana per l attivazione 48 49 REV regolatore dell espressione virale (p19) ü Protegge dallo splicing gli mrna di maggiori dimensioni ü L attività si estrinseca attraverso il legame di rev con sequenze RRE ü Promuove l esporto di trascritti lunghi o non completamente processati NEF negative effector (p27kd) ü Riduce la presenza di CD4 mediante endocitosi e l espressione di MHC I ü Blocca l apoptosi ü Altera lo stato di attivazione cellulare ü Eleva l infettività ü La sua delezione correla con una lenta progressione 50 51 12
altre proteine regolatorie Favoriscono in modo diverso l infettività virale Favoriscono in modo diverso l infettività virale ü Vpr viral protein R (p15kd) ü Promuove l arresto del ciclo cellulare in G2 ü Vpr ü Facilita viral protein l importo R (p15) nucleare incorporata del PIC nel virione Promuove l arresto del ciclo cellulare in G2 ü Vif ü Facilita viral l importo infectivity nucleare factor del PIC (p23kd) ü Vif ü Contrasta viral infectivity l effetto factor di (p23) APOBECG3 (citidina deaminasi ü cellulare) Contrasta l effetto che produrrebbe di APOBECG3 (citidina ipermutazione deaminasi cellulare) del genoma che produrrebbe provirale e ipermutazione infezione abortiva del genoma nel provirale ciclo e successivo infezione abortiva nel ciclo successivo ü Vpu Vpu (virul (virul protein protein U, 16kD) U, 16kD) Interviene nella nella degradazione degradazione di CD4 all interno di CD4 a del livello proteasoma del proteasoma Facilita il rilascio delle particelle virali dalla membrana Facilita il rilascio delle particelle virali dalla membrana proteine gag e pol Sintetizzate come precursori poliproteici (55 e 170 Kd) da un messaggero virale unspliced (genoma o gag-pol) p55 precursore delle proteine di gag p170 (poliproteina di fusione) precursore anche delle proteine enzimatiche codificate da pol Entrambi i precursori sono miristilati Entrambi digeriti dalla proteasi VIRALE : LTR Gag Precursor (pr 55) Assemblin gag orf pol orf translation with -1 frameshift Gag-Pol Precursor (pr 170) p17 52 Assemblin domain protease digestion p24 p7, p6 53 proteine env precursore gp160 matura nel RE le proteasi CELLULARI lo scindono in due glicoproteine gp41 che attraversa l involucro lipidico gp120, ancorata a gp41, che è esposta sulla superficie del virione gp 120 SU viral envelope cellular protease digestion gp 41 TM Assemblaggio, gemmazione e maturazione Gli antigeni di env (gp120 e gp41), dopo la maturazione avvenuta nel golgi, compaiono sulla superficie cellulare I precursori gag e gag-pol (p55 e p170), l RNA genomico, vpr e vif si assemblano al di sotto della membrana dove inizia il processamento delle proteine del core virale che continua dopo la gemmazione Env Precursor (gp 160) env orf LTR 56 La gemmazione può danneggiare le cellule 57 13
Meccanismi che mediano la citopatogenicità virale diretta e indiretta Patogenesi fattori del virus fattori dell ospite 59 L ospite oppone una fortissima risposta antivirale contro il virus ma il virus infetta ed integra proprio nel genoma delle cellule deputate a contenere l infezione. Si apre una gara impari, la persistenza dell infezione è sicura. 60 Modello di infezione acuta vaginale nella scimmia Rhesus. RISPOSTA IMMUNITARIA Linfocita B memoria Eventi precoci nella infezione transmucosale di HIV-1 La proteina dell envelope virale si lega alla molecola CD4 delle cellule dendritiche di Langerhans nella lamina propria. L ingresso nella cellula richiede la presenza di un corecettore sulla membrana. Le cellule dendritiche esprimono CD4 e CCR5 sono selettivamente infettate da ceppi virali R5 (macrofago-tropici). Dopo 2 giorni dall esposizione il virus è presente nei linfonodi. Dopo altri 3 giorni può essere coltivato dal plasma. (viremia primaria) Si calcola che nell uomo il tempo tra l infezione della mucosa e la viremia iniziale sia compreso tra 4-11 giorni Macrofago che presenta l antigene Macrofago infettato Linfocita T CD4+ TH1 Molecole di segnalazione stimolatorie Linfocita T CD8 + TH2 Linfocita B Linfocita T CD8 predisposto Linfocita B attivato Cellula infettata da HIV Cellula infettata uccisa N.Engl.J.Med., Kahn & Walker, 2 July 98, Vol.339 61 Linfocita T CD8 memoria 62 14
Ostacoli che il sistema immune deve affrontare DYNAMICS OF HIV-1 INFECTION IN VIVO Tutti questi ostacoli alla eliminazione e/o controllo dell infezione da parte delle difese dell ospite sono già stabiliti nell infezione acuta. 1.2 days per generation Productively infected CD4 + lymphocytes t 1/2 1.1d 93-99% t 1/2 6h <1% HIV-1 Latently infected CD4 + lymphocytes t 1/2 8.5d 1-7% Uninfected CD4 + lymphocytes? % CD4 + lymphocytes infected with defective provirus t 1/2 145d 63 Uninfected activated CD4 + lymphocytes Long-lived cell populations Lymphoid tissue follicular dendritic cells Trapping PHASE 1 PHASE 2 ~10 10 new genomes per day ~140 replication cycles per year 64 Variabilità di HIV The scale of HIV variation tutto concorre alla generazione di una quasispecie, per dirla con Eigen, una distribuzione di varianti ottenute da un processo combinato di mutazione e selezione. Bagnarelli et al J Virol 1999 On the nature of virus quasispecies. Trends Microbiol 1996; 4: 216 218 65 La divergenza di HIV in una singola persona è simile a quella del virus dell influenza A nell epidemia globale del 96 66 15
HIV variability Le cause della diversità di HIV Dinamica di replicazione virale Tendenza all errore della RT Caratteristiche genetiche dell ospite La risposta immune La compartimentalizzazione L attivazione casuale di cellule infettate latentemente La fitness delle varianti virali Le conseguenze Diversità ed evoluzione della quasispecie virale Hemelaar, AIDS 2006 Distribuzione regionale dei vari subtipi e delle principali CRF. Il 50% delle infezioni è globalmente sostenuto da virus di sottotipo C (che ha un primato assoluto in Africa subsaariana ed in India dove è responsabile di > dell 80% delle iinfezioni, seguono il sottotipo A (12%) e quindi il B (10%), che prevale in Occidente 67 L enorme flessibilità genetica Il tropismo cellulare (NSI vs SI; R5 vs X4) Evasione dalla risposta immune Resistenza ai farmaci Fallimento della vaccinazione 69 HIV-1 mortality HIV-1 INFECTION Length of infection Elite Controllers <1% 8-15 years 70 Long term non-progressors Persone infettate con HIV da più di sette anni che mantengono nel tempo un numero di linfociti CD4 stabilmente al di sopra di 600 per ul, sono asintomatici e non sono mai stati trattati 71 16
Fattori legati al virus Forte pressione selettiva verso varianti di env con inferiore capacità replicativa Alterazioni nei geni regolatori: soprattutto delezioni nel gene nef (coorte australiana) Fattori legati all ospite infetto e all ospite esposto non infetto ü Controllo mediato da una risposta immune cellulare efficace che persiste nel tempo senza esaurirsi ü Mutazioni del corecettore o dei ligandi naturali ü Autoimmunità funzionale che abolisce il CCR5 dalla membrana ü Aplotipi MHC (HLA) classe I e II contro epitopi molto conservati (prostitute di nairobi) ü Immunità contro cellule umane (prostitute di nairobi) 72 73 Trasmissione di HIV Storia naturale dell infezione da HIV Sessuale Parenterale X Infezione primaria SIEROCONVERSIONE Latenza clinica Risposta immune N cellule CD4 + Sindrome costituzionale Infezioni opportunistiche tumori AIDS MORTE Verticale Plasma viremia i contatti interpersonali non trasmettono il virus Cellule infettive 3-12 weeks Fino a 12 anni 1-3 anni 76 sintomi sintomi 77 17
Storia naturale dell infezione da HIV Ulcerazioni Mughetto Infezione primaria SIEROCONVERSIONE Latenza clinica Risposta immune N cellule CD4 + Sindrome costituzionale Infezioni opportunistiche tumori AIDS MORTE Ulcerazioni Plasma viremia Cellule infettive 3-12 weeks Fino a 12 anni 1-3 anni 78 sintomi sintomi 79 Relazione tra il set-point della viremia dopo l infezione acuta e la probabilità di progressione nella malattia Relazione tra il numero dei CD4 dopo l infezione acuta e la probabilità di progressione nella malattia 10 6 HIV 1-RNA nel plasma ( copie / ml ) 10 5 10 4 10 3 62% 49% 26% 8% Soglia di sensibilità % pazienti con AIDS 5 anni dopo l infezione Il numero assoluto di cellule CD4 non è un buon predittore di progressione 0 0.5 1.0 1.5 2.0 Adattato da Mellors JW Science 1996;Ho DD Science 199680 81 18
Retrovirus e HIV Storia naturale dell infezione da HIV Infezione primaria Latenza clinica SIEROCONVERSIONE Risposta immune MORTE Sindrome costituzionale AIDS Infezioni opportunistiche tumori N cellule CD4+ Plasma viremia Cellule infettive 3-12 weeks 1-3 anni Fino a 12 anni sintomi sintomi 82 83 Storia naturale dell infezione da HIV Infezione primaria Latenza clinica SIEROCONVERSIONE Risposta immune MORTE Sindrome costituzionale AIDS Sierologia. Include un test di screening ed un test di conferma. La positività indica contatto con il virus, infezione. Screening: viene utilizzato un test ELISA combinato per la ricerca degli anticorpi e dell antigene p24. È molto precoce e risulta positivo anche nell infezione acuta. Infezioni opportunistiche tumori N cellule CD4+ Plasma viremia Cellule infettive 3-12 weeks sintomi 1-3 anni Fino a 12 anni e più sintomi HIV: diagnosi 84 Conferma - Viene utilizzato un Western Blot. 85 19
Altri test Terapia antiretrovirale Individuazione dei target nel ciclo di replicazione. Isolamento virale (non usato) Ricerca RNA e DNA virale mediante PCR Standardizzate, rapide e molto affidabili indispensabili per la diagnosi nei bambini nati da madre sieropositiva Ricerca quantitativa RNA genomico (viremia) Indispensabile per il controllo dell andamento dell infezione e della terapia Sequenziamento Permette la valutazione di resistenze a farmaci 88 89 La terapia antiretrovirale (HAART) HAART 1. Modulatori dell espressione del recettore cellulare CD4 2. Inibitori della fase di attacco del virus (attivi su gp120) 3. Antagonisti dei recettori delle chemochine (Maraviroc) 4. Inibitori della fusione cellulare (Fuzeon) 5. Inibitori della trascrittasi inversa - Inibitori nucleosidici della trascrittasi inversa (NRTIs) (AZT, d4t, 3TC ) - Inibitori nucleotidici della trascrittasi inversa (NtRTIs) (Tenofovir TDF) - Inibitori non nucleosidici della trascrittasi inversa (NNRTIs) (Nevirapina ) 6. Inibitori dell integrasi (Raltegravir, Eviltegravir, Dolutegravir) 7. Inibitori della trascrizione 8. Inibitori della protesi (PIs) (Indinavir, Ritonavir, Saquinavir ) Non esiste a tutt oggi un vaccino efficace 9. Inibitori della ribonucleasi H 90 92 20
Retrovirus e HIV PROBLEMI INERENTI LO SVILUPPO DEL VACCINO Persone HIV positive in vita alla fine 2008 Il virus replica nonostante la vigorosa risposta immune (sia umorale che cellulare) La comparsa di anticorpi neutralizzanti è debole e tardiva rispetto al contenimento della replicazione subito dopo l infezione primaria non sono critici nel limitare la replicazione L iniziale contenimento della replicazione coincide con l emergenza di una risposta CTL virus specifica un vaccino efficace dovrebbe stimolare questa risposta Il virus muta molto rapidamente mutanti non riconosciuti dal sistema immune Tuttavia sono stati generati alcuni monoclonali umani dotati di potente attività neutralizzante contro isolati primari differenti Il virus persiste come DNA provirale latente può replicare in tempi successivi La via di trasmissione più frequente è attraverso le mucose immunità mucosale Western Europe North America 1.3 million [600 000 1.1 million] [480 000 1.9 million] Caribbean 230 000 Eastern Europe & Central Asia 760 000 1.6 million [ 1.2 2.1 million] [210 000 370 000] 800 000 [270 000 500 000] Latin America Sub-Saharan Africa [1.4 1.9 million] [20.9 24.3 million] 1.6 million East Asia North Africa & Middle East South [620 000 960 000] 380 000 & South-East Asia 22.5 million 4.0 million [3.3 5.1 million] Oceania 75 000 [53 000 120 000] Totale: 33.2 (30.6 36.1) milioni 93 Sieropositività riscontrata negli ambulatori per le gravide 94 La prevenzione Hiv prevalence (%) among pregnant women attending antenatal clinics in Sub-Saharan Africa, 1997-2007 95 96 Source: WHO, HIV/AIDS Epidemiological Surveillance Update for the WHO African Region, 2002 21
Il trattamento. La migliore strategia è combinare prevenzione e trattamento men and women aged 25 44 years Population = 640 milioni 3.7 million new HIV infections -6% yearly Population = 273 milioni -50% yearly -74% yearly 29 milioni di nuove infezioni e 10 milioni di morti sarebbero risparmiate tra il 2004 e il 2020 L epidemia in Africa sub-saariana Dove 3/4 delle morti sono causate dall AIDS 97 98 Nuove diagnosi di infezione da HIV per modalità di trasmissione e anno di diagnosi 100% 80% 60% 40% 20% Altro Eterosess Omo/bisess Incidenza media nel 2014 = 6,1 4,7 / 100000 italiani 19,3 / 100000 stranieri 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 0% TD 1511 1593 951 Parallelo incremento di HIV sottotipi non B nel tempo 2649 Notiziario dell Istituto Superiore di Sanità, www.iss.it 99 100 22
Numero stimato di soggetti HIV+ viventi in Italia nel 2009: ~150.000 Quanti sanno di essere HIV+? 101 Dati COA 102 Numero stimato di soggetti HIV+ viventi in Italia nel 2009: ~150.000 100% Persone che scoprono la loro HIV-positività alla diagnosi di AIDS: 1996-2009 90% 80% 70% At AIDS diagnosis Before AIDS diagnosis Quanti non sanno di essere HIV+? 1/4 dei soggetti HIV+ in Italia non sa di essere infetto 60.2 10% 25.8 33.0 41.3 46.3 48.1 48.0 51.3 51.0 50.8 52.2 54.0 55.3 59.0 Suligoi B, COA 103 104 National AIDS Center, Italy; data at November 2009 60% 50% 40% 30% 20% 0% 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009* Molti pazienti non sanno di essere infetti 23
Numero dei casi di AIDS e incidenza Incidenza delle nuove diagnosi di HIV e AIDS 1996 HAART HIV AIDS Incidenza: 7-3,9 Incidenza: 3-1 938 nel 2014 105 106 Dati italiani update dic 2014 2015 Stabile il numero delle nuove diagnosi di HIV. Più frequenti le diagnosi in MSM (maschi che fanno sesso con maschi) tra gli italiani e in eterosessuali femmine tra gli stranieri. Aumenta l età nelle nuove diagnosi di HIV (39 anni maschi, 36 anni femmine). Più della metà delle nuove diagnosi di HIV avviene in fase avanzata (bassi CD4 o presenza di sintomi). Stabile il numero dei casi di AIDS. Diminuiscono i decessi in persone con AIDS. Centro Operativo AIDS (COA) www.iss.it/ccoa/ La maggior parte delle persone diagnosticate con AIDS non ha effettuato terapia antiretrovirale. 107 108 24
Alcune considerazioni Ø I casi di AIDS in Italia sono in diminuzione Ø Le nuove terapie ARV consentono una migliore qualità di vita e una maggiore sopravvivenza Ø I test di laboratorio permettono una diagnosi sempre più accurata e precoce dell infezione Ø L epidemia da HIV in Italia non è in declino tuttavia... Non si può abbassare la guardia. Informazione/pubblicità e ricerca per nuovi farmaci efficaci sono necessari per superare il problema della diffusione del virus 109 25