AIDS: Acquired Immunodeficiency syndrome • AIDS e’ una malattia retrovirale caratterizzata da una profonda immunodeficienza che rende l’individuo infetto suscettibile ad infezioni opportunistiche, alcuni tumori e manifestazioni neurologiche. AIDS eziologia AIDS e’ causata da HIV, un retrovirus umano non trasformante appartenente alla famiglia dei Lentivirus. Due specie virali HIV-1 e HIV-2 sono state identificate in pazienti in AIDS. HIV1: Europa, USA, Africa Centrale HIV-2: Africa Occidentale HIV-1 e 2 possono essere suddivise in due gruppi M ed O Gruppo M puo’ essere ulteriormente suddiviso in sottospecie HIV-1 = A-J, HIV-2 = A-E. Trasmissione HIV • La trasmissione di HIV viene favorita in condizioni che facilitano lo scambio di sangue o di liquidi biologici contenenti il virus o cellule infettate dal virus– Trasmissione sessuale: Omosessuale Eterosessuale _ Trasmissione parenterale Tossicodipendenza Trasfuzione di sangue e derivati _ Trasmissione materno-fetale in utero transplacentare durante il parto allattamento materno Genoma di HIV • Due copie di RNA genomico • Il genoma provirale di HIV contiene tre geni strutturali: gag, pol, env. • Gene gag e’ traslato in un precursore proteico p55 a produrre le proteine mature del core p24, p17, p15 • Il gene pol e’ traslato in un precursore proteico che da origine ai tre principali enzimi virali, transcriptasi inversa, endonucleasi-integrasi, proteasi virale • Gene env e’ traslato in un precursore proteico gp160 che da orgine alle due principali proteine di superficie gp120, gp41 • LTR: long terminal repeats • Inoltre HIV contiene altri geni incluso tat, rev, vif, nef, vpr, vpu che regolano la sintesi e l’assemblaggio virale. Patogenesi • CD4 e’ il recettore ad alta affinita’ per gp 120 di HIV • Due differenti targets – Sistema immunitario: linfociti TH, Monociti, Macrofagi e cellule dendritiche – SNC: cellule della microglia Ciclo di HIV I° • IL legame del CD4 alla gp120 non e’ sufficiente per l’infezione; la gp120 deve inoltre legare un corecettore CCR5, CXCR4 per permettere l’ingresso del virus all’interno della cellula target. • Il legame della gp120 al CD4 induce una modificazione conformazionale che risulta in un nuovo sito di riconoscimento sulla gp120 per il corecettore di fusione • Il cambio conformazionale che ne deriva permette alla gp41 di inserire il peptide di fusione all’interno della cellula T o macrofagica • Dopo la fusione il core virale che contiene il genoma di HIV entra nel citoplasma della cellula. Ciclo virale HIV II° • Una volta internalizzato il genoma virale viene retrotrascritto con la formazione del cDNA (DNA provirale) • Nelle cellule T quiescenti cDNA di HIV puo’ rimanere nel citoplasma in forma lineare episomale • Nelle cellule in divisione il cDNA circolarizza, entra nel nucleo ed e’ poi integrato nel genoma dell’ospite • Dopo questa integrazione il provirus puo rimanere bloccato nel cromosoma per mesi od anni, e l’infezione rimane allo stato latente • Alternativamente il DNA provirale può essere trascritto con la formazione di particelle virali complete che gemmano dalla membrana cellulare • L’infezione produttiva quando associata ad una estensiva replicazione virale induce morte cellulare Rilascio dalla fase di Latenza • Il completamento del ciclo virale nelle cellule infettate in modo latente si verifica dopo attivazione cellulare, che per i linfociti Th si traduce in lisi cellulare • Priming delle cellule T richiede attivazione del fattore trascrizionale NF-kB • Le sequenze LTR che fiancheggiano il genoma di HIV contengono dei siti kB che sono attivati dallo stesso fattore NF-kB • L’induzione di NF-kB in una cellula CD4 T infettata in modo latente attiva la trascrizione del DNA provirale di HIV e porta alla formazione di nuovi virioni e lisi cellulare. Storia Naturale dell’infezione da HIV • Tre fasi riflettono la dinamica delle interazioni HIV/ospite: •1. ACUTA •2. CRONICA • 3 CRISI (AIDS) Fase Acuta • La precoce fase acuta rappresenta la risposta di un individuo adulto immunocompetente nei confronti di HIV. • E’ caratterizzata da alti livelli di replicazione virale e diffusione virale nei tessuti linfoidi • L’infezione virale viene prontamente controllata da una potente risposta anti-virale • Clinicamente e’ limitata a malattia self limitante nel 50% dei pazienti infetti da HIV • I sintomi la dove presenti, sono aspecifici, mialgia, febbre lieve, perdita di peso ed affaticamento • Essi si sviluppano 3-6 settimane dopo l’infezione e risolvono nel giro di 2-4 settimane Fase acuta: risposta immunitaria • • • • • • Linfociti T CD4 precursori, naive, di memoria Linfociti T CD8 Cellule NK Linfociti B Macrofagi CKs Fase cronica • Rappresenta lo stato di relativo contenimento dell’infezione virale associata ad una fase di relativa latenza clinica. Il sistema immunitario e’ largamente intatto, ma c’e una continua replicazione virale, in particolare a livello linfonodale, che può durare per anni. • Pazienti sono asintomatici, o sviluppano una piu’ o meno generalizzata linfoadenopatia • Linfoadenopatia persistente con sintomi costituzionali significativi (febbre, rash cutanei, fatica) riflettono l’inizio del decompenzamento del sistema immunitario, l’escalation della replicazione virale e l’entrata del paziente nella fase di AIDS. Fase di Crisi • E’ caratterizzata da una perdita dei meccanismi immunitari, incremento massivo della concetrazione virale plasmatica e malattia clinica • I pazienti presentano febbre di lunga durata (>1 mese), perdita di peso, affaticamento e diarrea, e la conta delle cellule CD4 < 350/microlitro di sangue. • Dopo un periodo variabile appaiono serie infezioni da microorganismi opportunisti, tumori secondari e malattie neurologiche ed il paziente sviluppa AIDS. Disordini quantitativi delle cellule CD4 • Meccanismi diretti • Meccanismi indiretti • Risposta immunitaria anti-HIV • Apoptosi • Autoimmunita’ Meccanismi diretti • Formazione di sincizi cellulari (cellule giganti mediante la fusione di cellule infette e non infette. • Apoptosi dei linfociti CD4 non infetti previo legame della gp120 solubile al recettore CD4 • Incrementata permeabilita’ della membrana plasmatica delle cellule infette induce attivazione della lisi colloido osmotica • DNA ed RNA virali inducono effetti tossici nelle cellule infettate. Meccanismi indiretti • Risposta immunitaria anti-HIV – CITOSSICITA’ MEDIATA DAI CTL – ADCC Autoimmunita Cross-reattivita’ tra la gp120 e gp41 con le molecole HLA di classe II Apoptosi Aberrante attivazione del linfociti T CD4 e CD8 ed apoptosi delle cellule B Difetti qualitativi delle cellule CD4 • Riconoscimento antigenico: • il legame della gp120 al CD4 delle cellule infettate ostacola stericamente il legane del CD4 con le molecole HLA di Classe II • Il legame della gp120 solubile al CD4 crea segnali aberranti • Cross reattività tra la gp120 e le molecole HLA di classe II • Legame di superantigeni di HIV alla catena beta del TCR induce anergia dei linfociti T CD4 • Shift dei linfociti Th1 vs Th2: • Favorisce la risposta umorale invece che attivare una risposta fagocitica e citotossica • Rende le cellule suscettibili all’apoptosi conseguente a deprivazione di IL-2 Infezione di M/MO • La maggiorparte dei MO infetti e’ presente a livello dei tessuti e non nel sangue periferico • L’infezione delle cellule MO da parte di HIV presenta tre implicazioni principali: – I MO rappresentano una “fattoria” ed una riserva di virus, largamente protetti dal sistema immunitario – I MO rappresentano un veicolo sicuro di trasporto del virus a livello degli altri siti corporei (cervello) – Nelle fasi tardive dell’infezione da HIV, quando il numero delle cellule T CD4 declina grandemente, i MO CD4 rappresentano il sito migliore per continuare la replicazione virale.