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