Virus Classification and Types PDF

CLASSIFICAZIONE E TIPI PRINCIPALI DI VIRUS Dato che i virus non sono compresi nel sistema di classificazione dei viventi, presentano una loro classificazione gerarchica proposta dal Comitato Internazionale per la Tassonomia dei Virus (ICTV). I criteri che sono alla base della classificazione sono i...

CLASSIFICAZIONE E TIPI PRINCIPALI DI VIRUS Dato che i virus non sono compresi nel sistema di classificazione dei viventi, presentano una loro classificazione gerarchica proposta dal Comitato Internazionale per la Tassonomia dei Virus (ICTV). I criteri che sono alla base della classificazione sono i seguenti: proprietà del genoma (tipo di acido nucleico, numero dei filamenti, se sono lineari o circolari, polarità positiva o negativa,…), proprietà morfologiche del virione (dimensioni, forma, numero di capsomeri e simmetria del capside, presenza o assenza di envelope, …), proprietà fisiche (stabilità al pH, alla temperatura,….), tipo di moltiplicazione (replicazione dell‟acido nucleico, caratteristiche di trascrizione,…) e le proprietà biologiche (immunologiche, spettro d‟ospite, patogenicità, tropismo per i tessuti,…). Seguendo questi criteri, i virus sono stati classificati, a cura dell‟ICTV, in modo gerarchico partendo dalle famiglie alle subfamiglie (presenti solo nelle famiglie che presentano una gerarchia più complessa), ai generi e alle specie virali. La specie virale è definita come un gruppo di virus, con caratteri simili, che condividono una sequenza di geni e occupano una particolare nicchia ecologica. Le varianti di una stessa specie possono essere ulteriormente distinte in gruppi, sierotipi e genotipi, generalmente in base a differenze nelle proteine degli involucri, nei caratteri antigenici e nelle sequenze genomiche. Per quanto concerne la nomenclatura, anche se le modalità con cui attualmente vengono assegnati i nomi dei virus non sono ancora definitive, per le famiglie e le sottofamiglie si utilizza il nome storico del gruppo tradizionale del virus, aggiungendo il suffisso -viridae (es: Poxviridae) per le famiglie e il suffisso -virinae per le sottofamiglie (es: Chordopoxvirinae); per i generi il nome più il suffisso -virus (es: Orthopoxvirus), mentre per le specie sono indicate con il nome storicamente attribuito al virus al momento dell‟isolamento o con il nome comune della malattia indotta preceduto (o seguito) dal termine “virus” (es: virus Ebola, virus del morbillo, papillomavirus). Le famiglie virali sono riunite in due gruppi principali: Deossiribovirus (virus a DNA) e Ribovirus (virus a RNA) sulla base del tipo di acido nucleico presente nel virione. 1 DEOSSIRIBOVIRUS O VIRUS A DNA Come possiamo osservare dall‟immagine sovrastante all‟interno del gruppo Deossiribovirus le famiglie di maggior interesse sanitario sono state accorpate in base alla presenza o assenza di involucro di rivestimento (envelope), oltre che per il tipo di capside e genoma (di norma una sola molecola lineare di DNA bicatenario). Vengono adesso elencate le pricipali famiglie di virus a DNA di interesse sanitario:  Parvoviridae  sono piccole forme virali che infettano diversi animali. L‟unica specie riconosciuta patogena per l‟uomo è Parvovirus 19 che può dare manifestazioni cliniche diverse. La più frequente è un esantema cutaneo, noto come quinta malattia, che colpisce i bambini in seguito a contagio probabilmente per via respiratoria.  Papillomaviridae  il gruppo di virus appartenente a questa famiglia, sono a DNA a doppio filamento circolare, nudi (privi di pericapside), icosaedrici e si replicano nel nucleo; infettano i tessuti epiteliali della cute e delle mucose dell‟uomo e di altri animali (bovini, conigli, cani, ecc.), in cui riescono a penetrare attraverso piccole abrasioni superficiali. I papilloma virus umani comprendono molti tipi alcuni dei quali causano le verruche sulle 2  mani e sui piedi (papule bianco-grigiastro o brune, piatte o rilevate, che si manifestano nella pelle e si prendono facilmente negli spogliatoi, palestre e piscine, per togliere le verruche si utilizza il laser o trattamenti a freddo); altri, invece, a trasmissione sessuale, provocano nelle mucose genitali formazioni verrucose (lesioni mucose benigne) dette condilomi che possono essere piani o acuminati; oppure produrre alterazioni che nel tempo possono evolvere in forme cancerose, quali il carcinoma della cervice uterina. I tipi classificati ad alto rischio, in quanto riscontrati in più del 70% dei tumori all‟utero, sono l‟HPV16 e 18, rispetto ai quali sono stati predisposti dei vaccini. I vaccini sono costituiti da particelle simil-virali o VLP (Virus-Like-Particle, capsidi senza DNA), composti dalla proteina esterna LI, che presentano un‟elevata immunogenicità ma sono privi di patogenicità. Esistono vaccini a DNA ricombinante con VLP LI prodotto sul lievito Saccharomyces cerevisiae o su cellule di insetto con vettore Baculovirus.  Adenoviridae  Sono virus nudi con DNA a doppio filamento lineare, con capside icosaedrico caratterizzato, ai vertici, dalla presenza di dodici fibre proteiche con cui si attaccano ai recettori cellulari. Le specie patogene per l‟uomo sono classificate nel genere Mastadenovirus distinte in numerosi sierotipi. Sono molto diffusi e causano infezioni alle vie respiratorie (raffreddori, faringiti, bronchiti,..) e agli occhi (congiuntiviti,..) ma, possono causare anche disturbi gastrointestinali. Possono anche permanere in forma latente nei tessuti linfoidi, come le tonsille, e riattivarsi in concomitanza di altre infezioni.  Hepadnaviridae  Questa famiglia raggruppa poche specie con genoma a DNA, parzialmente a doppia elica e circolare, sono virioni rivestiti sferici con un capside a simmetria icosaedrica, presentano uno spiccato tropismo epatico (per questo sono chiamati epatovirus), e causano forme gravi di epatite virale (il termine epatite è utilizzato in campo clinico per indicare un‟infezione e/o infiammazione del fegato). Come già detto in precedenza, sono gli unici virus, insieme ai retrovirus, che posseggono una trascrittasi inversa che sintetizza DNA a partire da un intermedio a RNA. Sono stati identificati molti tipi di epatiti virali (epatite A, C, D, E, G) tutte con genoma a RNA, l‟unica forma virale rappresentata da un genoma a DNA è il virus dell’epatite B (HBV). Tale virus è l‟agente eziologico dell‟epatite B o epatite da siero per la sua trasmissione attraverso il sangue (trasfusioni, aghi contaminati,..). Tuttavia poiché il virus è presente, oltre che nel sangue, in altri liquidi organici, tipo secrezioni spermatiche e vaginali, il contagio può avvenire anche per via sessuale e dalla madre al figlio durante la gravidanza. L‟epatite B ha un periodo 3  d‟incubazione piuttosto lungo (da 1 a 6 mesi), comporta danni epatici più gravi dell‟epatite A (Picornaviridae) e può, a volte, avere esiti mortali. Inoltre, in una certa percentuale di casi, cronicizza, con rischio di cirrosi epatica e cancro al fegato. È un‟infezione ubiquitaria e si stima che nel mondo ben 2 miliardi di persone siano state infettate da HBV, nei confronti del quale è stata predisposta, a partire dal 1982, la vaccinazione. Oggi utilizziamo un vaccino ricombinante ottenuto con la tecnica del DNA ricombinante costituito da un antigene di superficie del pericapside (HBsAg), trasferito ed espresso in cellule di lievito. Dato che nel virus HBV sono presenti vari antigeni (HBsAg, HBcAg, HBeAg) che inducono nel paziente anticorpi protettivi, è possibile dal quadro antigenico e dai relativi anticorpi rilevabili nel siero del paziente, avere informazioni sull‟andamento e la prognosi della malattia. La terapia dei pazienti con epatite cronica e in fase di alta produzione di HBV si basa sulla somministrazione di interferone-alfa o di lamivudina (inibitore della trascrittasi inversa).  Herpesviridae  È una delle famiglie più importanti in patologia umana per le diverse malattie provocate. Comprende numerosi virus, che parassitano sia l‟uomo che gli animali. I virioni hanno un nucleocapside che contiene un doppio filamento di DNA lineare, un capside a struttura icosaedrica e un pericapside con glicoproteine (spicole), che se lo procurano uscendo dal nucleo. Tra il capside e il rivestimento esterno è presente un materiale fibroso, simile all‟actina, detto tegumento. Gli herpes virus sono in grado di originare più di un ciclo vitale in quanto, oltre al processo riproduttivo, terminante, di norma, con la morte delle cellula ospite, possono determinare fenomeni di latenza e induzione di tumori. Le specie patogene per l‟uomo sono otto, indicate con l‟acronimo HHV (Human Herpes Virus) e una numerazione successiva, distribuite in tre sottofamiglie, α, β e γ, che si differenziano per più caratteri quali la sede cellulare di latenza e le manifestazioni cliniche. · H.simplex di tipo 1 (HHV1)  responsabile, in genere, di infezioni lievi come la febbre sulle labbra (caratterizzata da una o più vescicole superficiali confluenti a grappolo) e la gengivostomatite, ma può determinare forme gravi che interessano la cornea e l‟encefalo. Può rimanere latente nelle cellule nervose dei gangli sensitivi del trigemino, dai quali poi può essere riattivato da stimoli vari (stress psico-fisici, immunodepressione). · H.simplex di tipo 2 (HHV2)  predilige la mucosa genitale, provocando lesioni vescicolo- ulcerative; nella donna si localizza nella vagina e nel collo dell‟utero e nell‟uomo sul pene e 4  sull‟uretra. L‟infezione durante la gravidanza comporta il rischio di contagiare il neonato soprattutto al momento del parto, con possibili danni agli occhi e al sistema nervoso. Anche per il tipo 2 si ha la localizzazione latente del virus che si localizza nei gangli ma a livello sacrale. Il virus erpetico genitale può essere un fattore predisponente per il tumore all‟utero e alla vulva nella donna. La terapia specifica si basa su un farmaco, l‟aciclovir, che riduce la replicazione virale (riduce la durata delle manifestazioni cliniche) e allunga il tempo di intervallo tra le recidive. Gli H.simplex sono trasmessi per contatto interumano e attraverso rapporti sessuali. · Herpes varicella - zoster (HHV3)  è l‟agente eziologico della varicella, una malattia esantematica dell‟infanzia, altamente contagiosa che si trasmette attraverso le vie respiratorie e, forse la cute. Inizialmente il virus penetra attraverso le mucose nelle prime vie aeree, infetta i linfonodi e quindi passa nella linfa e nel sangue per poi localizzarsi nella cute dove produce le caratteristiche lesioni vescicolose. Le bolle (lesioni vescicolose) si manifestano sulla cute, soprattutto sul dorso, e nella zona inguinale e genitale. Anche questo virus può dare latenza, si nasconde nei gangli sensitivi cranici o spinali, e può comportare, prevalentemente negli anziani e in persone debilitate, una sua riattivazione con comparsa di lesioni cutanee simili a quelle della varicella, ma localizzate in una parte del corpo corrispondente all‟area del ganglio sensitivo interessato. La malattia si manifesta con bruciore, formicolii e fitte lancinanti e viene chiamata zoster o più comunemente fuoco di sant‟Antonio. · Virus di Hepstein Barr (HHV4)  è l‟agente eziologico della mononucleosi infettiva o malattia del bacio, a trasmissione orale che colpisce soprattutto i giovani. Si manifesta con febbre, mal di gola (faringo-tonsillite), gonfiore delle ghiandole linfatiche (linfodenopatia), ma che a volte può risultare anche asintomatica. Nei casi più gravi si può avere splenomegalia (ingrossamento della milza) e a volte esantema generalizzato. Caratteristico è inoltre l‟aumento di monociti grossi e atipici in circolo. Le cellule bersaglio in cui il virus si replica sono le cellule epiteliali dell‟oro-faringe e i linfociti B, in una parte dei quali può rimanere latente. Varianti del virus di Hepstein Barr sono associate ad alcuni tumori maligni dell‟uomo quali il linfoma di Burkitt (tumore in cui il virus nel tessuto linfoide provoca la trasformazione neoplastica dei linfociti B) e il carcinoma naso-faringeo diffusi, soprattutto, in alcune zone dell‟Africa e della Cina. · Citomegalovirus (HHV5)  I citomegalovirus assumono tale denominazione per le notevoli dimensioni assunte dalle cellule infette e per le grosse inclusioni nucleari a “occhio di gufo” nelle cellule degli organi colpiti (ghiandole salivari, polmoni, reni, pancreas, 5  fegato). Il virus può provocare malattie gravi nel feto e negli adulti immunodepressi, ma soltanto infezioni asintomatiche negli adulti sani. Se contratto nei primi mesi di gravidanza è in grado di passare attraverso la placenta e provocare morte del feto o nei bambini sopravvissuti può portare lesioni del SNC (microcefalia e ritardo mentale), del fegato, dei reni, del pancreas, dei polmoni. E‟ pericoloso anche negli adulti immunodepressi (malati di HIV, persone che hanno ricevuto un trapianto d‟organo) dove provoca polmoniti e infezione diffuse. · Herpes virus umano 6 (HHV6)  Comprende ceppi che causano nei bambini piccoli un esantema cutaneo, noto come sesta malattia. Si trova nelle ghiandole salivari e si trasmette con la saliva. Si ritiene che alcuni ceppi abbiano capacità trasformante, essendo stati isolati da pazienti affetti da linfoma. · Herpes virus umano 7 (HHV7)  Isolato nel 1990, si ritiene possa causare forme simili a quelle dell‟HHV6 ed è stato associato alla sindrome da fatica cronica. · Herpes virus umano 8 (HHV8)  è un virus oncogeno, isolato nel ‟94, trasmesso prevalentemente per via sessuale e associato al sarcoma di Kaposi, una neoplasia che colpisce i malati di AIDS.  Poxviridae  In questa famiglia è incluso il virus del vaiolo umano, Variola major virus. Il virus ha una forma ovoidale, è di grandi dimensioni, con DNA lineare a doppio filamento, con capside a struttura complessa e dotato di pericapside. È possibile individuare il virus attraverso l‟esame microscopico del materiale infetto per la presenza di inclusioni citoplasmatiche (formate da particelle virali immature) colorabili con il metodi di Giemsa dette “corpi del Guarnieri”. In passato il virus del vaiolo era ubiquitario ed è stato responsabile di vaste epidemie, progressivamente ridottesi grazie soprattutto alla diffusione della vaccinazione. Il virus penetrava nell‟organismo per via aerea, diffondendosi, attraverso il torrente circolatorio, in molti organi del corpo e alla cute, con formazione di pustole ulcerose estese a tutta la superficie corporea, febbre alta, emorragie e complicazioni cardiocircolatorie, spesso mortali. Dal 1977 non sono stati più segnalati casi di vaiolo nel mondo, per cui l‟OMS ne ha dichiarato l‟eradicazione nel 1980, consentendo di abrogare l‟obbligatorietà della vaccinazione antivaiolosa. Il Variola major è considerato un‟arma biologica ad alto rischio. 6 RIBOVIRUS O VIRUS A RNA Come possiamo osservare dall‟immagine sovrastante all‟interno del gruppo Ribovirus le famiglie di maggior interesse sanitario sono state raggruppate in base all‟ampia varietà del filamento dell‟acido nucleico virale (filamento positivo, filamento negativo, filamento doppio), oltre che in base alla presenza o assenza di involucro (envelope), del tipo di capside (a simmetria cubica, elicoidale o complessa). Vengono adesso elencate le pricipali famiglie di virus a RNA di interesse sanitario:  Picornaviridae  sono virus tra i più piccoli dei ribovirus, di forma sferica con genoma costituito da una molecola di RNA a filamento singolo e polarità positiva, nudi e con capside icosaedrico. Hanno diffusione ubiquitaria e comprendono 10 generi di cui solo 3 risultano di grande interesse medico: Enterovirus, Rhinovirus e gli Hepatovirus. · Gli Enterovirus si localizzano nell‟intestino in moltissime specie animali, ma provocano danni anche alle meningi e ai motoneuroni, la trasmissione è di tipo oro-fecale. Il genere comprende oltre 70 Enterovirus identificati e riuniti in numerosi gruppi e tipi sierologici, tra questi abbiamo anche il genere Poliovirus, che è l‟agente eziologico della poliomelite. 7  L‟uomo è l‟unica riserva dei Poliovirus, che colpiscono più frequentemente bambini e adolescenti dei paesi in via di sviluppo, dove più alto è il rischio di contagio per via oro- fecale. Si trasmette per contagio diretto (malati di poliomelite o portatori del virus) o indiretto (trasmissione oro-fecale tramite veicoli contaminati quali oggetti o alimenti). Inizialmente il virus si localizza nella faringe (tonsille), poi, per il suo enterotropismo, attraversa lo stomaco, giunge nell‟intestino e si moltiplica nel tessuto linfatico intestinale (placche del Peyer). In questa prima fase intestinale la malattia decorre in modo asintomatico (nel 95% dei casi) o con disturbi lievi (4%) tipo febbricola, diarrea, cefalea, nausea e vomito. A questa malattia minore può seguire la malattia maggiore (1%), forma conclamata, dovuta alla successiva disseminazione ematica (viremia) con conseguente interessamento di organi bersaglio come il SNC (neuroni motori del midollo spinale), provocando la poliomielite paralitica, che colpisce prevalentemente gli arti inferiori. Per combattere la poliomielite è stata svolta una campagna di vaccinazione che ha portato all‟eradicazione della malattia da quasi tutti gli stati del mondo. Negli anni „60 è stato ideato il vaccino di Salk che utilizzava il virus inattivo, successivamente sostituito con quello di Sabin costituito da virus attenuato e quindi più efficace; si è riusciti così a debellare la malattia. Quest‟ultimo vaccino però, talvolta, provocava complicazioni come comparsa della malattia stessa e qualche volta anche morte per cui si è tornati (dal 2002) a utilizzare quello di Salk. In Italia la vaccinazione è obbligatoria e somministrata insieme ad altri vaccini. Presso il Ministero della salute viene mantenuta una scorta di vaccino orale attivo come misura precauzionale, in caso di emergenza e di importazione del virus. · I Rhinovirus sono i virus del raffreddore comune, distinti in più di 100 sierotipi che si trasmettono per via aerea, localizzandosi e moltiplicandosi nelle cellule delle alte vie respiratorie (naso e gola), nelle quali possono provocare secrezione nasale (rinorrea), mucosa e poi purulenta, lacrimazione, starnuti, difficoltà alla respirazione per congestione della mucosa nasale, tosse , brividi e malessere generale. Il contagio è interumano e si trasmette facilmente per inalazione di goccioline infette o attraverso il contatto mano con mano. Se si tiene conto dei vari tipi dei Rhinovirus e degli altri virus che possono provocare il raffreddore (Echovirus, Adenovirus, virus parainfluenzali, ecc…) si comprende come uno stesso individuo possa essere soggetto a più raffreddori l‟anno. · Il genere Hepatovirus comprende il virus dell’epatite A (HAV), uno dei diversi tipi di virus che infettano le cellule del fegato. È composto da una molecola lineare di RNA a polarità positiva, privo di pericapside ma con un capside a simmetria cubica, attraverso 8  recettori specifici riconosce le cellule epatiche, vi entra, probabilmente, per endocitosi e si replica nel citoplasma. È resistente al calore e ai disinfettanti ma muore con i raggi ultravioletti, la formalina e l‟ebollizione. È una epatite endemica in tutti i paesi del mondo e colpisce più frequentemente i bambini e, in particolare, i soggetti delle comunità (asili, caserme,…); l‟uomo è la sola riserva e il virus si trasmette per via oro-fecale, il contagio può essere diretto interumano (con le mani) o più spesso, indiretto attraverso oggetti o alimenti contaminati (acqua, cibi, ecc..). Il virus penetrato nella mucosa orale, raggiunge l‟intestino e con il circolo portale arriva al fegato, dove si riproduce massivamente causando lesioni a carico di questo organo, ma anche del duodeno, del digiuno, dei reni. La trasmissione è più difficile che avvenga attraverso il sangue. La malattia si manifesta con febbre, nausea, dolori addominali, anoressia e ittero, una colorazione giallastra del viso e degli occhi dovuta all‟alterazione della funzionalità epatica e all‟aumento della bilirubina nel sangue; è di norma benigna con guarigione spontanea e completa, senza ricadute (non cronicizza), in breve tempo. Una volta presa siamo immuni. Esiste un vaccino.  Caliciviridae  Sono un piccolo gruppo di virus con caratteri morfologici simili ai Picornaviridae, che comprendono generi che infettano gli animali, e generi come Norovirus, responsabili di gastroenteriti acute di origine virale, che si risolvono in genere, in pochi giorni. Il contagio è attraverso acqua e cibi, come molluschi e verdure crude.  Flaviviridae  è una famiglia che comprende virus rivestiti, con capside icosaedrico con un genoma formato da una molecola di RNA lineare a filamento singolo a polarità positiva. Fanno parte della famiglia due generi che hanno specie patogene per l‟uomo: Flavivirus e Hepacivirus. · I Flavivirus includono gli agenti eziologici di malattie sistemiche (encefaliti e febbri emorragiche) che hanno come serbatoi dei virus diversi animali, in particolare uccelli e roditori, e che vengono trasmesse all‟uomo attraverso la puntura di zanzare e zecche. Le patologie più diffuse sono: la febbre gialla (trasmessa all‟uomo dalle femmine di zanzare Aedes così denominata per l‟ittero intenso dei pazienti colpiti, tipica dell‟Africa e Sud- America), la febbre dengue (anch‟essa trasmessa dalla puntura della zanzara Aedes e tipica dell‟area mediterranea e dei tropici) e la febbre-encefalite da virus West-Nile (trasmessa all‟uomo dalle solite zanzare, ha come serbatoio naturale gli uccelli e diffusa in Africa e Asia). Tali malattie stanno richiamando l‟attenzione poiché alcune di esse sono in aumento e 9  soprattutto sono state importate in Nazioni dov‟erano assenti e dove i vettori e gli organismi che fungono da serbatoio possono trovare habitat idonei di sviluppo. · Gli Hepacivirus comprendono il virus dell’epatite C (HCV), virus di difficile coltivazione e con grande capacità di mutare per cui si sono sviluppati diversi genotipi e sottotipi e in uno stesso soggetto infetto può esserci una popolazione virale con variazioni nelle sequenze genomiche. Il virus è stato scoperto negli anni „80, ha come serbatoio l‟uomo e si trasmette come l‟epatite B attraverso il contatto con sangue infetto (trasfusioni, aghi e materiali contaminati, pratiche a rischio come tatuaggi e agopuntura,..), per via sessuale e verticale, dalla madre al feto. Dopo la fase acuta dell‟infezione (meno grave dell‟epatite B), che può essere, seppur raramente, fulminante e mortale, il virus dell‟epatite C tende a cronicizzare (nel 30-60% dei casi) e a sviluppare, in alcuni casi, cirrosi epatica ed epatocarcinoma.  Togaviridae  tale famiglia comprende solo due generi , uno dei quali è il rubivirus, che è l‟agente eziologico della rosolia. È un virus a RNA a singolo filamento positivo, con capside icosaedrico e pericapside. La trasmissione avviene per contatto diretto o indiretto per via aerea attraverso l‟inalazione di secrezioni salivari di individui infetti. Il virus si localizza nelle alte vie respiratorie (naso-bocca) dove si moltiplica, poi si diffonde nei vasi linfatici e nel sangue, per raggiungere vari organi tra cui la cute e le mucose, le articolazioni e la placenta. La malattia che colpisce bambini e adulti, ha normalmente un decorso benigno e si manifesta con febbre leggera, catarro ed un esantema puntiforme e si risolve spontaneamente in pochi giorni conferendo un‟immunità duratura. E‟ un virus, invece, pericoloso se contratto in gravidanza da una donna non immune, perché oltrepassa la placenta e infetta il feto. Quanto più l‟infezione viene contratta nei primi mesi di gravidanza, tanto più gravi sono i danni al feto: aborto, ritardo mentale, cataratta, sordità, cecità, difetti cardiaci e malformazioni gravi. Per ridurre i rischi di contrarre la rosolia in gravidanza si consiglia alle donne non immuni di vaccinarsi.  Coronaviridae  Questa famiglia comprende due generi: i Coronavirus (agenti di patologia nell‟uomo) e i Torovirus (che causano infezioni respiratorie ed enteriche negli animali da allevamento). I Coronavirus hanno un genoma formato da una molecola di RNA a singolo filamento e a polarità positiva, un nucleocapside a simmetria elicoidale e un pericapside dotato di caratteristiche protuberanze glicoproteiche, ritenute responsabili di infezioni respiratorie lievi, simili al raffreddore. Nel 2002, in Cina, è apparso un nuovo Coronavirus umano agente eziologico di una sindrome respiratoria acuta grave (grave forma 10  di polmonite virale) detta SARS che ha scaturito una grave epidemia. Il virus che ha come serbatoio naturale un animale (lo zibetto, utilizzato come cibo in Cina), ha fatto il cosiddetto salto di specie, acquisendo, in seguito a cambiamenti nel genoma, la capacità di infettare l‟uomo. A causa di ciò, dobbiamo evidenziare alcuni fattori importanti connessi alle malattie virali: 1) la possibilità di passaggio di nuovi virus dagli animali all‟uomo e poi da uomo a uomo, 2) il veloce spostamento dell‟infezione in varie parti del mondo, soprattutto con i voli aerei, 3) l‟importanza della collaborazione internazionale per identificare gli agenti patogeni e circoscriverne la diffusione.  Filoviridae  Sono virus muniti di capside elicoidale, rivestiti, con genoma a RNA a singolo filamento negativo, hanno forma filamentosa e sono i più lunghi virus conosciuti. In questa famiglia sono compresi due generi di interesse medico: Ebolavirus e Marburgvirus. Le specie rappresentative sono rispettivamente il virus di Ebola e il virus Marburg, entrambe responsabili di febbri emorragiche con elevati tassi di mortalità. Anche se il virus di Marburg è stato isolato la prima volta in Germania, i principali episodi epidemici causati da questi due virus si sono verificati in alcune zone dell‟Africa (Congo, Angola, Sudan, Uganda, ecc.). Queste malattie sono ritenute zoonosi e si pensa che i serbatoi naturali dei virus possano essere specie di pipistrelli, asintomatici, che trasmettono l‟infezione ad animali (come scimpanzé, gorilla, antilopi, ecc.), da cui l‟uomo s‟infetta. Le epidemie di Ebola e Marburg si sviluppano, in genere, da singoli casi di passaggio del virus dall‟animale all‟uomo per poi propagarsi rapidamente a livello interumano ai familiari o al personale sanitario, a seguito del contatto con il sangue o le secrezioni della persona infetta. Una volta diagnosticata la malattia (o anche in casi sospetti) è opportuno isolare immediatamente il paziente e fare la notifica alle autorità sanitarie. Occorre adottare misure di massima sicurezza per il personale addetto all‟assistenza del paziente infetto e per coloro che devono manipolare i filovirus nei pochi laboratori particolarmente attrezzati e con il massimo livello di sicurezza. Nell‟anno 2015 si è verificato un‟ epidemia di Ebola in Africa occidentale, che ha portato l‟OMS a prendere seri provvedimenti per impedire la diffusione dell‟epidemia in altri paesi del mondo.  Paramyxoviridae  Sono virus a RNA a singolo filamento negativo, con capside elicoidale e rivestiti. Fanno parte di questa famiglia virus che provocano nell‟uomo diversi tipi di malattia come il morbillo, la parotite ed alcune infezioni respiratorie (virus parainfluenzali). 11 · Il virus del morbillo ha come ospite esclusivo l‟uomo, colpisce inizialmente le vie respiratorie (dove inizia a duplicarsi durante il periodo d‟incubazione che dura circa 11-14 giorni) e poi si diffonde in tutto il corpo, causando la comparsa di febbre, tosse, faringite, congiuntivite ed un esantema cutaneo su tutto il corpo. È una malattia esantematica, tipica dell‟infanzia, altamente contagiosa che si contrae per inalazione di goccioline o secrezioni naso-faringee infette. Esiste il vaccino, a cui sono sottoposti i bambini perché in una piccola percentuale può portare meningite o encefalite. Si prende una sola volta e dà immunità permanente in quanto non ci sono variazioni del ceppo antigenico. · Il virus della parotite è l‟agente eziologico della parotite, malattia acuta contagiosa ed epidemica (detta popolarmente orecchioni) che colpisce le ghiandole parotidi. È una malattia fastidiosa ma in genere non pericolosa, a guarigione spontanea. Si trasmette per via aerea attraverso aerosol di goccioline o saliva infetta; il virus una volta penetrato nella mucosa orale inizia a moltiplicarsi per poi localizzarsi nelle parotidi dove provoca un ingrossamento a distanza di circa 18-21 giorni dal contagio iniziale, con la comparsa di sintomi quali febbre e tumefazioni dolorose delle parotidi e delle altre ghiandole salivari. Può essere pericolosa nei maschi adulti (in genere è una malattia che colpisce i bambini, ma essendo meno contagiosa delle altre malattie dell‟infanzia, è facile raggiungere l‟età adulta senza averla contratta) perché provoca oltre ai sintomi sopra descritti, infiammazioni gravi ai testicoli (orchite) che nei casi più gravi può portare alla sterilità od ovarite nelle femmine.  Orthomyxoviridae  Appartengono a questa famiglia i tre generi del virus dell’influenza: di tipo A (che comprende virus patogeni di mammiferi e uccelli, responsabile delle maggiori epidemie e pandemie influenzali), di tipo B (quasi tutti patogeni umani, causano epidemie più limitate) e di tipo C (infettano l‟uomo e i suini, in genere causano forme lievi e circoscritte a pochi casi). Sono virus di forma sferoidale, a RNA a singolo filamento negativo (il genoma virale è frammentato in 7 pezzi nei virus influenzali del gruppo C, mentre è diviso in 8 parti nei gruppi A e B), con capside elicoidale e pericapside. Quest‟ultimo è dotato verso l‟esterno di due tipi protuberanze glicoproteiche (peplomeri) a funzione antigenica: l‟emoagglutinina HA (antigene H), ne sono stati individuati 15 diversi tipi e la neuroaminidasi NA ( antigene N), ne sono stati individuati 9 diversi tipi, che permettono l‟attacco del virus alle cellule bersaglio dell‟ospite; mentre la parte interna del pericapside è fornita di un rivestimento detto matrice fatto dalle proteine M1 e M2. L‟adsorbimento avviene attraverso i peplomeri virali che si legano ai recettori della 12 membrana plasmatica della cellula ospite ed il virus entra nella cellula per endocitosi, si ha quindi, la fase di spoliazione con la liberazione dell‟RNA virale. Essendo un virus a ss RNA - possiede l‟enzima virale RNA polimerasi-RNA dipendente che trasforma l‟RNA - in + che funge sia da RNA messaggero per la sintesi delle proteine virali che da intermediario di replicazione per costruire RNA- da introdurre all‟interno dei nuovi virus. Una volta assemblato il virione esce per gemmazione procurandosi il pericapside dalla membrana cellulare munito di peplomeri. Il rivestimento glicoproteico (peplomeri) viene prodotto a livello del reticolo endoplasmatico della cellula ospite e trasportato alla membrana plasmatica. 13  Il virus dell‟influenza, si propaga per contatto e attraverso l‟inalazione di secrezioni respiratorie infette, si localizza nelle mucose delle alte vie respiratorie, provoca dolori muscolari, febbre, mal di testa, ma ha un decorso veloce e si riesce a debellare facilmente. In particolari soggetti (bambini di un anno e anziani) si possono spesso verificare complicanze cardiache e renali, infezioni broncopolmonari a seguito di concomitanti infezioni batteriche. I farmaci antivirali come amantadina (inibitori della spoliazione del capside) riducono la replicazione virale. Inizialmente si prendono antipiretici o antinfiammatori , non si devono assumere antibiotici a meno che ci sia anche un‟ infezione batterica. L‟influenza è una malattia epidemica e si concentra soprattutto nei mesi invernali. A volte l‟influenza può essere grave e dare una pandemia, cioè un‟estensione della malattia in vari continenti: la più famosa è la spagnola che è avvenuta negli anni „20. Nel 1957 c‟è stata la pandemia asiatica. La vaccinazione è consigliata ai bambini che soffrono di asma e agli anziani perché con l‟età prevalgono altre malattie come problemi respiratori. Il vaccino può essere ricavato dall‟intero virus inattivato o dall‟utilizzo delle sole componenti antigeniche. Perché tutti gli anni bisogna ripetere il vaccino anti-influenzale? Una delle caratteristiche tipiche dell‟influenza è la possibilità di reinfezione anche dopo aver contratto la malattia. Questo dipende dal fatto che i virus influenzali, pur conferendo immunità, sono soggetti a diversi cambiamenti genetici che modificano le proprietà dei vari ceppi, comprese quelle antigeniche, per cui non sono riconosciuti dal sistema immunitario delle persone immunizzate nei confronti di un precedente, e differente, ceppo infettante. Esistono due meccanismi per spiegare la comparsa di nuovi ceppi influenzali: · antigenic drift o deriva antigenica: consiste nell‟insorgenza di piccole mutazioni, in genere puntiformi, nei geni che codificano per le proteine di superficie HA e NA. Ciò è dovuto al fatto che le molecole di RNA polimerasi, che formano i genomi virali a RNA, non hanno sistemi di correzione efficaci come quelli delle DNA polimerasi; si producono così ceppi varianti responsabili delle epidemie stagionali. · antigenic shift o spostamento antigenico: è un riarrangiamento dei geni, favorito dal genoma segmentato, in cui due ceppi differenti (es. virus influenzali umani e virus influenzali aviari) infettano contemporaneamente una stessa cellula di un dato organismo (es. il maiale). Durante la duplicazione del virus si formano, così, nuovi ceppi, in quanto potremmo avere l‟inserimento nel capside di un ceppo di segmenti di genoma dell‟altro ceppo infettante. Se queste nuove forme di virus sono compatibili con l‟uomo (capacità infettive e trasmissione interumana) possono causare pandemie per assenza di difese immunitarie da parte della 14  popolazione. Gli animali in cui tali riassortimenti sono favoriti sono i maiali poiché possono essere infettati sia da virus influenzali umani sia da quelli aviari.  Retroviridae Il virione dei Retroviridae ha una forma sferica, un capside icosaedrico a forma tronco-conica, un pericapside con peplomeri evidenti. Il genoma è diploide in quanto costituito da due molecole lineari identiche di RNA a filamento singolo a polarità positiva; i Retroviridae si replicano formando un intermedio a DNA per la presenza della trascrittasi inversa virale. La famiglia comprende diversi generi che infettano un‟ampia varietà di animali (topi, gatti, uccelli, rettili, primati), causando due tipi principali di malattie: la comparsa di tumori e la lenta e progressiva compromissione del sistema immunitario. Le forme tumorali, in genere sono leucemie (proliferazione incontrollata dei linfociti del sangue), linfomi (tumori solidi del tessuto linfatico), alcuni tipi di sarcomi (tumori del tessuto connettivo) e carcinomi (tumori del tessuto epiteliale), tutti causati da retrovirus oncogeni e diffusi in natura in un gran numero di specie animali. Nell‟uomo sono stati isolati solo alcuni retrovirus oncogeni di interesse medico associati a leucemie e denominati HTLV, di cui si conoscono i tipi 1 e 2. Il virus dell‟immunodeficienza umana o HIV, agente eziologico dell‟ AIDS (sindrome di immunodeficienza acquisita), compare nel 1981, ed è inserito nel genere dei Lentivirus, è la causa di una grave alterazione del sistema immunitario che pone il soggetto colpito in condizioni di non sapersi più difendere dall‟attacco di germi opportunisti o da alcune forme di tumore. Attualmente sono noti due tipi distinti di virus dell‟AIDS: HIV-1, diffuso in varie parti del mondo e in Africa centrale HIV-2, presente soprattutto in Africa occidentale. · HIV È un virus ad ssRNA filamento positivo presente in due copie. Nel core, oltre al materiale genetico, ci sono vari enzimi tra cui la trascrittasi inversa, la proteasi (che interviene nella maturazione dei virioni) e l‟integrasi (che favorisce l‟inserimento del materiale virale nel DNA della cellula ospite). Intorno agli enzimi e al materiale genetico c‟è il capside di forma conica (costituito essenzialmente dalla proteina P24), al di fuori c‟è una matrice esterna fatta da proteine (dette P17), e sopra vi è il pericapside a cui sono attaccati dei peplomeri (glicoproteine) a forma di chiodo in cui lo stelo è costituito dalla glicoproteina 41 (gp 41), transmembranaria, che promuove la fusione del virus con la membrana della cellula ospite e la testa che sporge all‟esterno, costituita dalla gp120 che riconosce le cellule bersaglio che espongono il recettore CD4. Le principali cellule bersaglio dell‟HIV che 15 espongono sulla superficie il recettore CD4 sono: i linfociti T helper, le cellule dendritiche, i monociti, i macrofagi e alcune cellule nervose. 16 Il ciclo di riproduzione dell‟HIV avviene nel seguente modo: la particella virale si attacca ai recettori CD4 della cellula ospite attraverso la proteina gp120 e con la gp 41 si ha la fusione del virus con la membrana citoplasmatica cellulare, il nucleocapside entra nella cellula, perde il rivestimento proteico (capside) e il genoma virale viene liberato. L‟RNA virale nel citoplasma si trasforma in DNA prima a singolo e poi a doppio filamento e infine si integra nel nucleo della cellula ospite (riguarda la modalità di replicazione a pag 7) come provirus, dove resta in modo stabile. L‟RNA polimerasi cellulare trascrive i geni virali formando: mRNA virale che si sposta nel citoplasma, e codifica sia per le proteine precoci, che mi permetteranno la sintesi dei genomi delle nuove particelle virali, sia per le proteine tardive, destinate alla costruzione delle strutture di rivestimento. Le proteine virali, sintetizzate sottoforma di lunghe catene polipeptidiche, sono tagliate dalle proteasi virali in molecole più corte e funzionali. Man mano che le componenti virali si formano, migrano verso la membrana plasmatica, sulla cui superficie si sono disposte le glicoproteine dell‟involucro, qui i nuovi virioni si assemblano e poi fuoriescono, generalmente, per gemmazione. Sono state formulate più ipotesi per spiegare i meccanismi di patogenesi dell‟HIV ma non è ancora chiaro come i linfociti T helper vengono danneggiati o parzialmente soppressi. Vi sono più ipotesi: 1) l‟azione citolitica causata dalle stesse particelle virali 2) la distruzione delle cellule infettate da parte della risposta immunitaria 3) l‟induzione dell‟apoptosi e la formazione di sincizi, agglomerati di cellule infettate con linfociti T sani, incapaci di sopravvivere. Non si capisce nemmeno perché le particelle dell‟HIV non siano eliminate dal sistema immunitario, nonostante l‟attivazione dei meccanismi di difesa. Una spiegazione associa il fenomeno alla rapidità del virus di subire continue mutazioni. Per questo è difficile trovare il vaccino perché muta continuamente, gli anticorpi che sviluppiamo contro il virus non sono in grado di dare una protezione duratura. L‟AIDS è una malattia a decorso molto lento, caratterizzata da tre fasi: infezione primaria: ha un periodo di incubazione di 3-6 settimane e può essere asintomatica o provocare febbre, stanchezza, perdita dell‟appetito, diarrea, ingrossamento delle linfoghiandole. Durante tale periodo il virus è presente in alte concentrazioni nel sangue mentre è attivata la risposta immunitaria e la produzione di anticorpi. Il contagio può essere rilevato attraverso test immunologici, che permettono di identificare, nel sangue delle persone sospette, la presenza degli anticorpi contro l‟ HIV. Quando le analisi di laboratorio danno risultati positivi il soggetto è considerato sieropositivo. 17 latenza clinica: dura dai 5 ai 10 anni; i virioni, tenuti sotto controllo dal sistema immunitario, rimangono attivi e continuano a replicarsi nelle cellule degli organi linfoidi secondari e il numero dei linfociti T helper si riduce a circa 600/mm3di sangue. fase di AIDS conclamato: quando la concentrazione dei linfociti T helper si riduce a 200 cellule/mm3di sangue iniziano a manifestarsi i sintomi della malattia (febbre cronica, perdita di peso, diarrea, linfadenopatia). I malati avendo un sistema immunitario estremamente compromesso, sviluppano una serie di infezioni opportuniste quali polmoniti, tubercolosi, toxoplasmosi, infezioni da herpes simplex, citomegalovirus, salmonella. L‟individuo diventa immunodeficiente e quindi è preda di tutti gli agenti patogeni e anche dei microorganismi opportunisti. In alcuni casi sorgono anche forme tumorali, quali il sarcoma di Kaposi (un tumore dei tessuti connettivi), linfomi ed alcuni carcinomi. I farmaci utilizzati per curare l‟AIDS sono distinti in: inibitori della trascrittasi inversa, come l‟azidovudina o nevirapina; inibitori della proteasi, come il saquinavir e inibitori della fusione, che impediscono al virus di penetrare all‟interno della cellula ospite. Attualmente tali farmaci sono somministrati in forma combinata allo scopo, soprattutto, di evitare lo sviluppo di ceppi resistenti. L‟AIDS rimane però la prima causa di morte per malattie infettive nel mondo. La trasmissione del virus dell‟HIV avviene principalmente attraverso i rapporti sessuali, sia omosessuali che eterosessuali, sangue e i derivati ematici (trasfusioni, scambio di siringhe infette, impiego di strumenti sanitari contaminati), per trasmissione verticale dalla madre al figlio durante la gravidanza o l‟allattamento. L‟allattamento in genere è vietato se la mamma è sieropositiva, ma non è così scontato in Africa. Qualche volta i bambini dalla madre ereditano non il virus ma gli anticorpi e la sieropositività si esaurisce in pochi mesi. Poiché non sono disponibili vaccini, è fondamentale la prevenzione ( uso di preservativi, evitare scambio di siringhe….). 18 VIROIDI E PRIONI Durante le ricerche condotte per scoprire gli agenti infettivi di malattie a eziologia sconosciuta sono stati individuati forme biologiche particolari con una organizzazione strutturale più semplice di quella dei virus. Queste entità, con posizione tassonomica non definita, sono rappresentate dai viroidi e dai prioni. I viroidi, scoperti nel 1971, sono particolari strutture infettanti costituite da un unico filamento di RNA circolare e privi di rivestimenti proteici (capside). I viroidi non agiscono da mRNA e sono replicati dall‟RNA polimerasi cellulare. Infettano esclusivamente le piante (il meccanismo di patogenicità è oggetto di ricerca), e possono creare gravi danni alle colture agricole. Nell‟uomo una particella infettante simile ai viroidi è il virus dell’epatite delta (HDV), formato da RNA circolare avvolto dal pericapside del virus dell‟epatite B. Questo virus viene definito difettivo o satellite, perché ha bisogno di un altro agente infettivo (virus helper) per potersi replicare. Quindi l‟HDV infetta le persone contemporaneamente al virus dell‟epatite B (coinfezione) o che hanno già l‟HBV (superinfezione), aggravando le condizioni del paziente. I prioni sono particelle proteiche infettanti, ritenute la causa di un gruppo di malattie neurologiche degenerative, note come encefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE) in quanto il tessuto nervoso presenta un aspetto spugnoso. Fanno parte delle TSE sia forme patogene per l‟uomo, come il Kuru (malattia scoperta in un gruppo di indigeni della Nuova Guinea) e il morbo di Creutzfeldt- Jakob (malattia trasmessa dall‟ingestione di carni poco cotte); sia malattie degli animali, come la scrapie delle pecore e l‟encefalopatia spongiforme bovina (BSE) nota come malattia della mucca pazza. Nel 1987, in seguito ad un‟epidemia di BSE sviluppatesi in Gran Bretagna in diversi allevamenti, si ebbero casi di malattia nell‟uomo associati al consumo di carni provenienti da animali malati. Le TSE sono patologia degenerative del sistema nervoso caratterizzate da sintomi quali la perdita del controllo muscolare, tremore e demenza, incapacità di movimenti coordinati fino alla morte. I prioni, scoperti dal neurobiologo americano S. Prusiner (premio nobel nel 1977), sono “forme varianti patologiche di proteine normali”. Queste proteine, come del resto tutte le altre, possono assumere conformazioni tridimensionali diverse: la peculiarità dei prioni consiste nel fatto che, in una forma si comportano da proteine normali, in un‟altra diventano patogene, sono trasmissibili e causano la trasformazione di altre proteine, come in una reazione a catena. Le proteine prioniche (resistenti alle proteasi, al calore e alle radiazioni), si accumulano come depositi proteici (fibrille dette amiloidi) nel sistema nervoso, inducendo la morte programmata delle cellule (apoptosi) e danneggiando il tessuto nervoso (si formano delle cavità nelle cellule e il tessuto assume un aspetto spugnoso). 19