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07 - Adenovirus

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Adenovirus


Caratteristiche generali

Famiglia: ADENOVIRIDAE

(circa 100 tipi, che provengono dall’uomo e da altri animali,

con caratteristiche fisiche-chimiche simili ed un antigene

di famiglia che reagisce in maniera crociata)

Virus a DNA semplici che si moltiplicano nel nucleo della

cellula

Provocano infezioni persistenti latenti in tonsille,

adenoidi ed altri tessuti linfoidi umani

Diversi adenovirus sono oncogeni per roditori neonati

Fungono da “helper” per un gruppo di piccoli virus a

DNA difettivi (virus adeno-associati)

che non possono replicarsi in loro assenza


Comprende 4 generi:

Adenoviridae

AVIADENOVIRUS: aviari non patogeni per l’ uomo

ATADENOVIRUS: Mammiferi e aviari

SIADENOVIRUS: rana e aviari

MASTADENOVIRUS: divisi in gruppi (A-G) che contengono circa 50 tipi

diversi che infettano l’ uomo

70-95% di omologia genomica all’ interno dei gruppi e

5-20% di omologia tra tipi appartenenti a gruppi diversi

Gli Adenovirus sono presenti in molte specie animali

Gli esseri umani sono l’ unico reservoir (potenziale sorgente

d’infezione) per l’ uomo.


Classificazione dei MASTADENOVIRUS


Morfologia

virus a struttura icosaedrica regolare senza envelope di

65-80 nm di diametero (capside: 20 facce con 252

capsomeri)

Immagine in microscopia elettronica di un adenovirus


Struttura

Nel virione maturo si distinguono 3 tipi di proteine:

1. proteine del capside

– 240 esoni: costituiscono le

facce ed i lati dell’ icosaedro

– 12 pentoni: costituiscono i

vertici

– Fibre o antenne:

prolungamento estroflesso all’

esterno del pentone che svolge

funzione di legame al R (CAR:

Coxsackievirus Adenovirus

Receptor) e bersaglio di Abs

neutralizzanti.

2. proteine dello scheletro (tengono

insieme il capside)

3. proteine legate al DNA

– TP (proteina terminale9

– VII


Dettagli della struttura del capside

A: Visione generale del capside con la posizione di tutte le proteine e del genoma;

B: ricostruzione tridimensionale del capside; C: Dettaglio di una delle 20 facce del

capside; D: Fotografia al me.


Caratteristiche chimiche e fisiche

Genoma di circa 36 Kb costituito da una molecola di DNAds

lineare (30-40 geni), associato con proteine a formare il core.

Il genoma è fiancheggiato da sequenze ITR (inverted

terminal repeats) che servono come origine di replicazione.

Il core comprende una proteina che si lega alle estremità del

genoma (proteina terminale TP) e due proteine basiche,

associate con il DNA per formare una struttura simile alla

cromatina, una delle quali, indicata come proteina VII, è come

gli istoni, ricca di arginina.

Queste strutture terminali caratteristiche del genoma virale

sono importanti per la replicazione del DNA.


Stabilità ed emoagglutinazione

Relativamente instabili in qualsiasi condizione vengano

conservati

Resistenti ai solventi dei lipidi

Sono capaci di agglutinare i globuli rossi di scimmia rhesus

e di ratto

L’emoagglutinazione è legata all’interazione delle fibre

del virione con la superficie dei globuli rossi

L’associazione degli adenovirus con i recettori cellulari è

stabile e non si verifica eluizione spontanea

dell’emoagglutinina


Caratteristiche immunologiche:

gli antigeni

La reattività immunologica più spiccata negli adenovirus è espressa

dalle proteine degli esoni e dei pentoni.

Gli esoni possiedono:

• dei determinanti di famiglia, che danno reattività crociata con

antigeni simili presenti in tutti gli adenovirus

• un sito reattivo tipo-specifico, che è l’antigene prevalente esposto

quando i virioni si assemblano

I pentoni presentano :



Antigeni minori

Antigene solubile di famiglia

Antigeni comuni

Le fibre contengono:

• Un antigene maggiore tipo-specifico

• Un antigene minore di sottogruppo


Proprietà tossiche

La proteina della base del pentone, detta anche

tossina o fattore di distacco delle cellule,

causa l’arrotondamento e l’aggregazione di

cellule in coltura ed il successivo distacco

delle cellule dal supporto

La proteina della fibra è dotata di citotossicità


Moltiplicazione

1. Adsorbimento lento (fibre con recettori glicoproteici

sulle membrane cellulari (CAR, CD46, integrine

cellulari)

2. Penetrazione per endocitosi

3. Azione citotossica della base dei pentoni che

distrugge la membrana del vacuolo di endocitosi

4. Fase di spoliazione del DNA virale nel citoplasma

che richiede 1-2 ore

5. Trasporto al nucleo …

6. Replicazione del DNA virale

7. Assemblaggio della particelle mature nel nucleo


Adsorbimento e Penetrazione

(l’intero processo dura circa 1 ora)

Una seconda interazione recettoriale avviene tra il polipeptide III della base

del pentone ed alcune integrine cellulari.

Il complesso virus-integrine innesca la formazione di zone ad alta densità di

clatrina e la formazione dell’endosoma.


Spoliazione degli adenovirus

1. Virione integro

2. Attacco del virione alla cellula

3. Penetrazione

4. Distacco dei pentoni e

disintegrazione del capside

con virione quasi sferico

5. Migrazione del core verso il

nucleo mediato dal sistema

microtubulare

6. Il DNA entra nel nucleo

• dopo essersi liberato dal

core nella tasca nucleare (+

probabile)

• oppure attraverso un poro della

membrana nucleare per poi

dissociarsi dalle proteine


Replicazione del DNA virale

Si verifica nel nucleo

La replicazione del DNA virale utilizza una proteina utilizzata come

innesco ed una DNA polimerasi codificate dal virus

Vengono trascritti prima gli mRNA precoci immediati e precoci.

Le proteine precoci (E1A, E1B, E2A, E2B,E3, E4) sono

coinvolte nella regolazione della replicazione del

DNA.

Le proteine tardive (L1-L5), che derivano dalla traduzione

dei mRNA tardivi, rappresentano invece le proteine

strutturali del capside

Gli mRNA derivano da trascritti primari che vanno incontro a “splicing”,

“capping” e “poliadenilazione”


Mappa schematica del genoma di adenovirus

Nel nucleo la trascrizione (bidirezionale) avviene ad opera della RNA polimerasi II della cellula.

Per primo si attiva il gene E1A e poi gli altri geni precoci, i geni precoci-tardivi (IX eIVa2) e per finire la grande

unità trascrizionale dei geni tardivi (L).

Ciascuna di queste unità trascrizionali dà origine a diversi mRNA per utilizzo di diversi siti di

poliadenilazione e/o splicing alternativo, da cui derivano peptidi con funzione e sequenza a volte

perzialmente condivise, a volte uniche.

La mappa si completa con la presenza di una o due unità trascrizionali dette VA (virus associated) che

codificano per piccoli RNA trascritti dalla RNA polimerasi II e non tradotti, masvolgono funzione regolatoria

direttamente nel nucleo. I geni VA proteggono la cellula infettata dalla reazione antivirale mediata dagli

interferoni.


Prodotti proteici dei geni precoci di adenovirus

E1B ed E4, legandosi a p53, inibiscono le sue capacità transattivanti su geni apoptotici e ne

abbreviano l’emivita, proteggendo la cellula infettata da un importante meccanismo di difesa

antivirale.

E2 (non mostrato in figura) fornisce le proteine necessarie per la replicazione del genoma: pTP,

precursore della proteina terminale, la polimerasi e la proteina legante il DNA a singolo filamento

(DBP)


Effetti sulla cellula ospite

TROPISMO MUCO CUTANEO

Gli adenovirus possono moltiplicarsi in una grande varietà di cellule di

mammifero in coltura ed indurre dei cambiamenti citopatici

caratteristici, comprese le alterazioni nucleari patognomoniche.

Il processo di assemblaggio è abbastanza inefficiente: solo il 10-

15% del nuovo DNA virale e delle nuove proteine vengono

incorporate nei virioni.

LESIONI NUCLEARI: accumulo di componenti virali non assemblate

• Inclusioni basofile: sono costituite dall’eccesso di DNA e proteine

strutturali del virus

• Strutture cristalline basofile: particelle virali organizzate in un lattice

cristallino (in cellule infettate con tipo 3, 4, 7)

• Cristalli eosinofili a forma di barra: proteine interne del virus ricche di

arginina (cellule infettate con il sottogruppo C)


Tipi di infezioni

• litiche (10.000-1.000.000 di particelle)

• croniche

• latenti (tessuti linfoidi)

• trasformanti (integrazione del DNA nel nucleo)


Trasmissione

Interumana:

– Respiratoria (secrezioni respiratorie ed oculari)

– Oro-fecale

Protezioni naturali

• Integrità della cute/mucose: barriera efficace

• Basse temperature dell’ albero respiratorio

superiore (33°C)


Localizzazione preferenziale a carico di:

– Tratto respiratorio

– Tratto intestinale

– Congiuntiva

– Cuore?


INFEZIONI DA ADENOVIRUS

Gli adenovirus per lo piu’ provocano:

- infezioni delle alte vie respiratorie (5-8% di tutte le

infezioni delle alte vie respiratorie): faringiti,

faringo-congiuntiviti;

- flogosi delle basse vie respiratorie: polmoniti e

sindromi pertussoidi;

- infezioni gastro-enteriche;

- cistiti emorragiche.


Eliminazione all’ esterno

– feci

– urina

– secrezioni oro-faringee

– liquido congiuntivale


g i o r n i

contagioso

incubazione

virus nelle secrezioni respiratorie

virus nelle feci

viremia

sintomi

0 7 14 21


Sindromi cliniche causate

da tipi specifici di adenovirus

Sindrome clinica Tipo di

adenovirus

Malattia respiratoria acuta delle reclute 4,7

Febbre faringocongiuntivale; faringite 3

Congiuntivite 3,7

Cheratocongiuntivite epidemica 8,19,37

Polmonite non batterica degli infanti;

polmonite fatale di personale militare

Gastroenterite epidemica acuta infantile 40,41

Cistite emorragica acuta 11

7


Ogni anno gli adenovirus sono causa del 5% circa di

malattie respiratorie nella popolazione civile.

Le infezioni da adenovirus sono endemiche nella

popolazione pediatrica:

• Infezioni alle vie respiratorie ( basse e alte)

• Gastroenteriti infantili

Epidemilogia

La maggior parte delle infezioni sono auto-limitanti (max

2 settimane) e inducono risposta immune tipospecifica


Emoagglutinazione ed inibizione

dell’emoagglutinazione (tipizzazione)

Fissazione del complemento (utilizzando antigeni

di famiglia con reattività crociata)

PCR

IFA

Come si ritrovano?

Isolamento in coltura (da secrezioni respiratorie,

oculari, urine e feci)

NB. I tipi 40 e 41, enteroadenovirus, sono difficili da

coltivare data la scarsa replicazione virale. Per la loro

identificazione è necessario l’esame al m. e.


Terapia

Nessuna specifica

Profilassi

Un vaccino a virus vivo (tipi 3,4, 7, 21), altamente

efficace, è stato usato soprattutto per la protezione

delle reclute

risk to general population is so low that vaccination is not a viable proposition.

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