Famiglia: Pico…RNA…viridae

6 generi nella famiglia Picornaviridae

RHINOVIRUS

APHTOVIRUS

CARDIOVIRUS

HEPATOVIRUS

ENTEROVIRUS

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PARECHOVIRUS

FAMIGLIA PICORNAVIRIDAE Generi • Enterovirus (circa 70 sierotipi umani) Poliovirus, enterovirus A, B, C, D

• Epatovirus Virus dell’epatite A

• Rhinovirus Virus del raffreddore (oltre 100 sierotipi)

• Parechovirus (2 sierotipi) • Aftovirus Virus dell’afta epizootica • Cardiovirus Virus dell’encefalomiocardite murina

Virus Vilyuisk (encefalomielite umana)

Caratteristiche dei diversi generi

Enterovirus umani e sindromi cliniche

Erpangina

Malattia di mani-piedi-bocca

Morfologia

] 20-30 nm ] Virus nudi ] Simmetria icosaedrica

Struttura

4 PROTEINE STRUTTURALI: VP1->VP4.

GENOMA: ss RNA senso positivo, infettante; legato a proteina VPg (virion protein genomic)

VPg

Struttura Capside Icosaedrico

4 proteine strutturali (VP1- VP4) 60 copie di ciascuna

VP1 e VP3 i principali siti leganti gli Ac VP4 interna associata all’RNA 5 protomeri

12 pentameri

Organizzazione genomica CAPSIDE PROTEINE NON STRUTTURALI e VPg 743 3386 5110 7370 5’ VPg–IRES– –(A)n 3’

SEQUENZA CODIFICANTE Miristato VP4 VP2 2B 3B (VPg)

POLIPROTEINA

P1 P2

P3

VP0

VP3

VP1 2A 2BC 3AB 3C 3D

2C

3A 3CD

3C’ 3D’ Scissione catalizzata dalla 2A

Scissione catalizzata dalla 3C

Scissione catalizzata dalla 3CD

Scissione probabilmente autocatalitica

Diverse proteasi, una delle quali degrada le proteine leganti il cap che si trovano sui ribosomi eucariotici

Funzione delle proteine virali non-strutturali: P2 e P3

2Apro: proteasi,

sintesi dell’RNA (?); permeabilità della membrana

2B/3A:

3B: -VPg, inizio della sintesi dell’RNA, -incorporazione del genoma nel capside 3CDpro/ 3Cpro : proteasi

3Dpol: RNA polimerasi RNA dipendente

Adsorbimento

I recettori per polio e rhino sono membri della superfamiglia delle immunoglobuline (ICAM), integrine per altri enterovirus

Sul fondo del canyon è la VP1 che si lega al recettore cellulare

Vescicola

135S

-Perdita di VP4 -Estrusione dell’N-term di VP1

Virione infettivo

Recettore

160S

RNA

RNA

80S

80S

Attaccamento e penetrazione

SITO INTERNO DI ENTRATA DEL RIBOSOMA (IRES)

VPg

IRES

codone start per la traduzione

RNA GENOMICO (SENSO +) AAAAA

codone stop per la traduzione

POLIPROTEINA

Il genoma si lega direttamente ai ribosomi, nonostante l’assenza di cap in 5’. Il ribosoma riconosce un loop di RNA interno al genoma

Primer per la replicazione RNA virale

5’

RNA GENOMICO (SENSO +) AAAAA traduzione

REPLICAZIONE DELL’ RNA

RNA GENOMICO (SENSO +) 3’ VPg

RNA (SENSO - ) 3’ VPg

RNA GENOMICO (SENSO +) 3’ VPg

RNA POLIMERASI VIRALE neosintetizzata

VPg funziona da primer per la sintesi dell’RNA

ASSEMBLAGGIO

VP0, VP1, VP3

VP2, VP4, VP1, VP3 VPg

VPg-RNA entra nel capside non maturo, VP0 è clivata

VP4 stabilizza il virione. Prodotta solo dopo l’incorporazione dell’RNA

POLIOVIRUS - MORFOGENESI

RNA

12 pentameri formano il procapside

Ciclo di replicazione

•Replicazione citoplasmatica •Ciclo virale: 8-10 ore per poliovirus, 12-48 ore per altri picornavirus

Inibizione di •Sintesi proteica (la proteasi 2A inattiva una proteina cellulare legante il cap che si trova sui ribosomi)

•Sintesi dell’RNA

Enterovirus Inibizione delle funzioni della cellula ospite

Apoptosi da poliovirus in cellule nervose in coltura Cellule RhMK non infette Infettate da poliovirus

La maggior parte degli enterovirus è citolitica

Enterovirus EPIDEMIOLOGIA

< Trasmissione fecale-orale < Infezione spesso asintomatica prevalentemente pediatrica < Incidenza stagionale in estate e autunno nelle zone temperate

Enterovirus Resistenza

• Stabili al trattamento con etere, etanolo e detergenti

• Resistenti agli acidi (pH 3) • Resistenti al calore e all’essiccamento • Stabili sulle superfici fino a 10 ore

Enterovirus PATOGENESI

Fase alimentare

Fase viremica

Fase neurologica

Il virus attraversa le mucose attraverso le cellule M (microfold) presenti sulla superficie mucosa in corrispondenza degli aggregati di cellule linfoidi sottomucosali

POLIOVIRUS – Manifestazioni cliniche

] Infezione prevalentemente limitata all’apparato digerente ] Rara localizzazione nel sistema nervoso centrale: ] - meningite asettica (poliomielite abortiva, 5-10% dei casi) - poliomielite paralitica (1% dei casi), nell’85% dei casi: polio1

Localizzazione nei neuroni spinali paralisi flaccida degli arti inferiori

Localizzazione bulbare paralisi dei muscoli respiratori e morte

LA POLIOMIELITE

Polio 1 Polio 2 Polio 3

Afghanistan, Nigeria e Pakistan

Il 21 giugno 2002 la regione europea viene ufficialmente dichiarata polio-free

Strategie Vaccinali Due sono i vaccini disponibili:

Virus inattivato. Virus vivo attenuato.

Induce immunità umorale. Induce immunità umorale e intestinale.

IPV OPV

Possibile reversione a neurovirulenza (polio 2 e 3).

Immunità di massa.

Polio da vaccino: 1 su 4 milioni

DIVERSE RISPOSTE ANTICORPALI A VACCINO ANTIPOLIO ATTENUATO O UCCISO

1958-1963 IPV di Salk.

1964-1999 OPV di Sabin (dal 1966 obbligatorio).

In era pre-vaccinale notificati 3.000 casi/anno (1958: 8.000 casi).

Ultimi 2 casi di polio da wild type nel 1982 in Campania in bimbi non vaccinati ad 1 anno di vita.

11 casi di VAPP negli ultimi 22 anni (ultimo caso: 2000, Toscana).

1999-2002 IPV-OPV.

Dal 2002 solo IPV.

Cenni Storici: Italia

Tappe

Interruzione della vaccinazione con OPV

2000 Interruzione trasmissione poliovirus selvaggi

2005 Certificazione dell’eradicazione globale della polio

2005-2010

1988 Risoluzione WHA 41.26

Eradicazione Globale della Poliomielite

Cosa la rende possibile

Assenza di vettori animali.

Efficaci strumenti di controllo (OPV, IPV). Assenza di portatori cronici. Scarsa sopravvivenza dei poliovirus nell’ambiente.

4 Infezioni inapparenti (da 1: 100 a 1:1000).

4 Altre malattie con sintomatologia simile.

Cosa la rende difficile

Eradicazione Globale della Poliomielite

Progressi nella Eradicazione della Polio

Polio Eradication

1988 350 000 casi 125 nazioni

2010 1352 casi 7 nazioni

solo IPV IPV-OPV solo OPV

Vaccini

Tipi di Vaccinazione in Europa: 2003

Rhinovirus

• Trasmissione per aerosol o oggetti contaminati • Replicazione ottimale a 33°C • Suddivisi in 2 gruppi principali in base alla sensibilità ad antivirali o al recettore utilizzato: - ICAM-1 (Inter-Cellular Adhesion Molecule 1) chiamati anche CD54 (Cluster of Differentiation 54) - LDL di membrana Le cellule epiteliali respiratorie infette rilasciano chemochine e citochine che a loro volta attivano i mediatori dell’infiammazione

Rhinovirus

Immunità transitoria (IgA secretorie scompaiono dopo 18 mesi) Oltre 100 sierotipi Mancano vaccini Mancano antivirali specifici

Agenti eziologici del 50-80% delle infezioni del tratto respiratorio superiore

Causano: - raffreddore comune - otite acuta dell’orecchio medio - sinusite acuta

- esacerbazioni della BPCO - esacerbazioni dell’asma

Rhinovirus

L’arildone e composti correlati si legano al fondo del canyon, ne alterano la conformazione e impediscono la spoliazione del virus.

Antivirali in via di sperimentazione: -Tremacamra (ICAM solubile) -Pleconaril

Il resveratrolo inibisce la replicazione di HRV ed ha attività antiinfiammatoria sugli epiteli nasali