Scuola di Scienze mediche e Farmaceutiche MALATTIE INFETTIVE MICROBIOLOGIA CLINICA VIRUS PARAINFLUENZALI www.microbiologia.unige.it 2014 Prof. Oliviero E. Varnier Microbiologia DISC
I VIRUS PARAINFLUENZALI v I virus parainfluenzali appartengono al genere PARAMYXOVIRUS, uno dei 3 generi della famiglia PARAMYXOVIRIADAE, un gruppo di virus pleiomorfi ad acido ribonucleico di media grandezza (da 150 a 300 nm) che include numerosi importanti patogeni umani. v I virus parainfluenzali si distinguono nei tipi dall 1 al 4, e il tipo 4 ancora nei sottotipi A e B in base alle loro caratteristiche di antigenicità; questi sierotipi differiscono epidemiologicamente e per il tipo di quadro clinico. v I virus dall uno al tre possono spesso essere isolati in 3 giorni e normalmente entro 10 giorni dopo l inoculo del campione prelevato da neonati e bambini; invece l isolamento del tipo 4 (o in caso di reinfezioni nell adulto) può richiedere 2-3 settimane. 2 di 15
EPIDEMIOLOGIA v I virus parainfluenzali sono ubiquitari e causano malattie respiratorie comuni: v lieve influenza v bronchite v polmonite v croup (quadro clinico caratterizzato dalla ostruzione delle vie aeree con difficoltà respiratoria). 3 di 15
EPIDEMIOLOGIA v Sono la causa principale di una grave laringotracheobronchite dei bambini e solo il virus respiratorio sinciziale causa un maggior numero di casi di malattia delle vie respiratorie inferiori. v L infezioni da virus parainfluenzale è documentata in una percentuale che va dal 31 al 42% nel croup, dal 7 al 17% nelle polmoniti e dal 7 al 18% nei casi di bronchioliti infantili. v Il virus parainfluenzale di tipo 3 è il più diffuso; circa 1/3 dei bambini s infettano nel primo anno di vita, e il 95% a 6 anni possiede anticorpi anti tipo 3. v Provoca bronchioliti o polmoniti nei bambini molto piccoli anche se sono presenti anticorpi materni; è endemico, perciò causa infezioni sporadiche durante tutto l anno ma anche epidemie in primavera e nei mesi estivi. v I virus parainfluenzali di tipo 1 e 2 procurano epidemie in autunno ed inverno; si possono verificare episodi di epidemie sovrapposte. 4 di 15
EPIDEMIOLOGIA 5 di 15
EPIDEMIOLOGIA v Le reinfezioni con i virus parainfluenzali sono comuni e raramente severe, e nei bambini invece le reinfezioni con lo stesso sierotipo possono avvenire nel giro di mesi. v La trasmissione avviene all interno delle famiglie, e gli episodi con le percentuali maggiori di attacco si verificano in popolazioni chiuse, come in ospedali, nurseries e scuole materne. v Il virus parainfluenzale è trasmesso da persona a persona nelle secrezioni respiratorie infette per contatto diretto o attraverso goccioline di grandi dimensioni. v Il periodo di incubazione varia da 2 a 8 giorni. 6 di 15
PATOGENESI v Le principali caratteristiche dell infezione da virus parainfluenzali sono la replicazione e la modificazione in senso citolitico della mucosa del tratto respiratorio; il virus può essere localizzato nelle cellule ciliate dell epitelio colonnare. v L infezione può essere limitata solo al naso e alla gola con una lieve sintomatologia, v oppure (specialmente con i tipi 1 e 2) localizzarsi nella laringe e trachea provocando una laringo-tracheobronchite (croup) caratterizzata da una ostruzione respiratoria dovuta all edema della laringe. v L infezione da virus di tipo 3 può raggiungere i bronchi causando bronchite e bronchiolite. 7 di 15
PATOGENESI v L eliminazione virale tende a riflettere la severirà della malattia, che viene determinata da diversi fattori: v la sensibilità della proteina F0 ad essere attaccata da diverse proteasi v la produzione di specifiche proteasi da parte delle cellule ospite v La presenza di proteasi cellulari, capaci di tagliare ed attivare la proteina fusogena del virus parainfluenzale, consente al virus di replicarsi con maggiore efficienza e di diffondersi nell apparato respiratorio. v lo stato immunitario del paziente -> è stato osservato in pazienti con deficit della funzione immunitaria e cellulo-mediata, lo sviluppo di una grave forma di polmonite a cellule giganti v una iperattività dell apparato respiratorio 8 di 15
MORFOLOGIA I paramyxovirus hanno forma sferica, e sono provvisti di un pericapside in cui si ritrovano porzioni di glicoproteine superficiali che svolgono il ruolo di attacco e fusione della cellula ospite. Il pericapside sembra essere molto delicato, rendendo le particelle virali labili a condizioni di coltivazione e facilmente inattivabile da agenti chimici e fisici. 9 di 15
MORFOLOGIA v I paramyxovirus sono composti da sei proteine strutturali, generalmente analoghe a quelle del virus dell influenza. Tre proteine sono complessate con l RNA virale: v le nucleoproteine N (o NP), che formano il nucleocapside a simmetria elicoidale del diametro di 18 nm e che sono le proteine interne maggiormente rappresentate; v due proteine P e L, che sono probabilmente coinvolte nel-l attività polimerasica della trascrizione e della replicazione dell RNA virale. v Altre proteine partecipano alla formazione del pericapside: v una proteina della matrice (M) si trova sul lato interno del pericapside, presenta affinità sia per le proteine NP sia per le glicoproteine di superficie, ed ha una funzione importante nell assemblamento del virione. 10 di 15
MORFOLOGIA v Il nucleocapside è sormontato da un rivestimento lipidico che si presenta come borchiato da punte di 10 nm di due diverse glicoproteine transmem-brana (H e F). v L attività di queste glicoproteine superficiali distingue i tre diversi generi della famiglia dei paramyxoviriadae. v La glicoproteina HN o N può avere sia attività emoagglutinante sia neuro-amminidasica ed è responsabile dell adesione alla cellula ospite. Nel virione maturo è assemblata in un tetramero. v Le glicoproteine F mediano la fusione delle membrane e l attività emolisinica. 11 di 15
PROTEINE dei VIRUS PARAINFLUENZALI v HN la responsabile (antirecettore) dell attacco dei virus ai recettori delle cellule sensibili; attività emoagglutinante + neuroamminidasica (paramyxovirus); v H priva di attività neuroamminidasica (morbillovirus); v G nessuna attività (pneumovirus), si lega ai recettori cellulari diversi dall acido sialico, che non sono presenti sulla superficie dei globuli rossi, per cui questi virus sono sprovvisti di attività emoagglutinante. v F consiste di due subunità (F1+F2), legate da ponti disolfuro, responsabili della fusione cellulare (fusogena) e dell attività emoagglutinante v M si trova nella superficie interna del pericapside (matrice) e interviene nella regolazione del processo maturativo virale; v NP nucleoproteina: protezione dell RNA genomico; v L e P attività RNA-polimerasica. 12 di 15
PROTEINE DEI VIRUS PARAINFLUENZALI v La proteina di fusione F è un fattore chiave nell infezione e nella patogenesi da Paramyxovirus. v Essa media la fusione del pericapside virale con la plasmembrana della cellula ospite, un passo essenziale nell iniziazione delle infezioni, inoltre è responsabile per la fusione cellula-cellula, che permette la diffusione virale diretta. v Questo fenomeno causa la formazione di larghi sincizi (cellule giganti), caratteristici delle infezioni da paramyxovirus. 13 di 15
LA PROTEINA DI FUSIONE F v La sintesi ed il processamento della glicoproteina F comprende numerosi riassemblamenti. v Essa è sintetizzata come un precursore inattivo di F0; per acquisire attività biologica il precursore deve essere tagliato da una proteasi extracellulare in due subunità, F1 ed F2, che rimangono legate da un ponte disolfuro. v Questo taglio risulta in un nuovo terminale ammino-terminale idrofobico su F1 che causa la fusione delle membrane. v Il taglio deve avvenire per attivare le funzioni di fusione ed emolitiche, in caso contrario la particella non è infettante. v La produzione di una proteasi per tagliare il precursore FO è il maggior determinante della sensibilità in vitro delle cellule ospiti e probabilmente del tropismo tissutale in vivo. 14 di 15
GENOMA v Il genoma dei paramyxovirus è lineare, a singolo filamento di RNA, a polarità negativa, con un peso molecolare 5000-7000 kd, formato da un numero di nucleotidi che oscilla intorno a 15.000, con una variabilità dell ordine del centinaio nelle diverse specie (es. Newcastle virus: 15.222, virus parainfluenzale tipo 3 :15.463, virus morbillo :15.892). 15 di 15