HIV-influenzaSE09

Human Immunodeficiency
Virus (HIV)
I RETROVIRUS
• Virus appartenenti alla famiglia “Retroviridae”
• Genoma a RNA
• Caratterizzati dalla presenza dell’enzima TRASCRITTASI INVERSA
Sottoclasse
Ospite naturale
Retrovirus umani
Spumavirus
Uomo
Altri Mammiferi
Virus schiumoso
Oncovirus
Uomo
HTLV-1
HTLV-2
Lentivirus
Altri Mammiferi
Uccelli
Rettili
Uomo
Altri primati
Ovini
Equini
Felini
HIV-1
HIV-2
IL VIRUS HIV: generalità
•
HIV: HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS
•
Scoperto agli inizi degli anni ‘80 da R. Gallo e L. Montagnier
•
Causa della PANDEMIA mondiale di AIDS (Acquired ImmunoDeficiency Syndrome)
39,4 milioni di persone
infettate da HIV alla
fine del 2004
•
Esistono 2 virus HIV: HIV1 e HIV2 che si trasmettono con le stesse modalità.
•
HIV-1 è diffuso in tutto il mondo ed è responsabile della maggior parte dei casi di AIDS.
•
HIV-2 è prevalente in Africa ed in America Latina
IL VIRUS HIV: struttura del virione
(tronco di cono)
p24
p17
Nel “core”:
•
•
•
2 molecole di RNA a singolo filamento a polarità +
2 molecole di TRASCRITTASI INVERSA
2 molecole di integrasi e proteasi
IL CICLO REPLICATIVO DI HIV
a:ADSORBIMENTO il virus prende contatto
con la cellula ospite mediante un legame
specifico tra l’antirecettore virale (gp120)
ed il recettore cellulare (molecola CD4).
Solo le cellule che esprimono la molecola
CD4 possono essere infettate dal virus:
LINFOCITI
T
HELPER
(CD4+)
E
MACROFAGI
a
I LINFOCITI T CD4+ svolgono un ruolo centrale nel sistema immunitario
producono citochine
che rappresentano
fattori di crescita per
altri linfociti T
producono citochine che
rappresentano fattori di
crescita per le cellule
NK, coinvolte nella lisi di
cellule tumorali
Th1:producono
citochine che
attivano i
macrofagi
Th2:producono
citochine che
attivano i
linfociti B
protezione dai
batteri patogeni
intracellulari
regolazione della
produzione di Ac
b: PENETRAZIONE:
PENETRAZIONE fusione dell’involucro
virale con la membrana della cellula ospite ed
entrata del nucleocapside. La fusione è
mediata dalla proteina gp41.
c: SCAPSIDAZIONE: l’RNA virale e gli enzimi
associati al virione vengono liberati nel
citoplasma della cellula
d: sintesi del DNA a doppio filamento
e: penetrazione del DNA virale nel nucleo
f: integrazione del DNA virale nel DNA
cellulare (provirus)
RNA (+)
IBRIDO RNARNA-DNA
DNA a DOPPIO
FILAMENTO
INTEGRAZIONE NEL
GENOMA DELL’
DELL’OSPITE
INTEGRASI
TRASCRIPTASI
INVERSA
g: Espressione dei geni virali:
virali l’ RNA-POLIMERASI CELLULARE trascrive i geni
virali in mRNA virale; vengono prodotti due tipi di RNA virale:
RNA lunghi (genomici) (J): che vengono trasportati nel citoplasma e rappresentano
il genoma delle nuove particelle virali.
RNA corti (subgenomici) (h): che verranno trasportati nel citoplasma e tradotti in
molte proteine virali (i)
IL GENOMA DI HIV
• 3 geni principali gag, pol, env (come in tutti i Retrovirus)
• Numerosi altri geni (almeno 6), variamente sovrapposti, che codificano per proteine
“regolatorie “ che promuovono o rallentano la trascrizione dei geni virali
vpr
vif
Geni
rev
rev
gag
pol
tat vpu
env
Trascrizione
Traduzione in
poliproteine
Taglio proteolitico
da parte di
PROTEASI
proteine enzimatiche:
RT,IN,PR
proteine
mature
proteine del core:
p24; p17
proteine
dell’involucro: gp41,
gp120
nef
l: MONTAGGIO del virus: l’RNA genomico si
associa con le proteine del capside mediante
un processo spontaneo (ASSEMBLAGGIO)
m: GEMMAZIONE:
GEMMAZIONE il virus fuoriesce dalla
cellula dando luogo alla formazione di una
“gemma” cioè di una estroflessione della
membrana citoplasmatica della cellula che
circonda il virione.Il virus può anche essere
rilasciato per lisi della cellula ospite.
LA STORIA NATURALE DELL’AIDS:
dall’infezione alla grave immunodeficienza
A) TRASMISSIONE DEL VIRUS
1) Via parenterale:
inoculazione di sangue
infetto
2) Via sessuale:
il virus è presente
nel liquido vaginale e
seminale
3) Via verticale:
dalla madre infetta
al bambino
Modalità
Modalità:
• trasfusioni (rischio molto
ridotto, 1-2/100.000)
• puntura accidentale con
siringa infetta
• scambio di siringhe
• strumenti chirurgici
• tatuaggi, piercing
Soggetti/comportamenti a
rischio:
• emofilici, politrasfusi
• personale medico e
paramedico
• tossicodipendenti
Modalità
Modalità
rapporti eterosessuali
rapporti omosessuali
Soggetti/comportamenti a
rischio:
• partner multipli
• rapporti non protetti
Modalità
Modalità
• via transplacentare
• via perinatale (parto)
• allattamento
Circa il 20% dei bambini che
nascono da madre
sieropositiva sono infettati;
tutti i bambini sono
sieropositivi alla nascita per
passaggio passivo di Ac dalla
madre al feto.
4) Altre vie di trasmissione ipotizzate, ma non definitivamente
dimostrate:
- tramite saliva
il genoma di HIV può essere rilevato nella saliva di soggetti infetti con
tecniche sensibili di amplificazione molecolare. Quantità non trascurabili
di sangue possono trovarsi frammiste alla saliva
- tramite lacrime
HIV è stato raramente isolato da lacrime
- tramite urine
HIV è stato raramente isolato da urine
- tramite rapporti interpersonali in ambito familiare o comunitario
Mai riportati casi di contagio in studi compiuti su soggetti conviventi in
ambiente familiare, scolastico o lavorativo con soggetti sieropositivi
B) I MARCATORI SIERICI
Infezione acuta:
può essere
asintomatica o
presentarsi con
sintomi aspecifici (112 settimane dopo il
contagio)
Periodo finestra: 1-3 mesi
dal contagio (fino a 6 mesi);
periodo che intercorre tra il
contagio e la comparsa di Ac
contro il virus
AIDS: gravi infezioni
opportunistiche e rare
forme di tumore
Sieropositività: lungo
periodo asintomatico; il
soggetto è INFETTO e
CONTAGIANTE; lento
declino dei CD4
C) LE INFEZIONI OPPORTUNISTICHE IN AIDS
PROTOZOI
Toxoplasma gondii (toxoplasmosi cerebrale
Criptosporidium (criptosporidiosi con diarrea
FUNGHI
Candida albicans (candidosi dell’esofago, della trachea
e dei polmoni)
Pneumocystis carinii (polmonite)
Hystoplasma capsulatum (istoplasmosi disseminata)
VIRUS
Virus herpes simplex
Citomegalovirus
Virus di Epstein-Barr
BATTERI
Mycobacterium avium (infezioni disseminate)
Micobatteri atipici (infezioni disseminate)
Mycobacterium tubercolosi (tubercolosi
extrapolmonare
Salmonella (setticemia)
Batteri piogeni
RARE NEOPLASIE
Sarcoma di Kaposi
Linfoma primario cerebrale
Altri linfomi non-Hodgkin
DIAGNOSI DI LABORATORIO DI INFEZIONE DA HIV
RICERCA DI ANTICORPI ANTI-HIV:
la presenza di Ac nel siero del paziente
non indica uno stato di immunizzazione,
ma che c’è stato un contatto con il
virus
TEST ELISA
Test di
screening
TEST WESTERN
BLOT:
NEGATIVO:
Nessuna evidenza di
infezione da HIV
POSITIVO:
si esegue un test di
conferma
NEGATIVO:
“Early” infection.
Richiedere un nuovo
campione di sangue per
ulteriori test
POSITIVO:
il soggetto è contagiato
RICERCA DI HIV O DEGLI
ANTIGENI VIRALI:
ISOLAMENTO DEL VIRUS:
Su colture primarie di CD4+ o
linee cellulari
RICERCA DEL GENOMA VIRALE:
Tecniche di amplificazione
molecolare (PCR)
RICERCA DELL’Ag p24:
Test ELISA
Compare prima degli Ac anti-HIV,
può risultare utile per:
Diagnosi precoce (non molto sensibile)
Indice prognostico nel corso
dell’infezione
Monitoraggio dell’efficacia di terapie
antiretrovirali
Diagnosi di infezione in neonati da
madre sieropositiva
TEST ELISA
(Enzime Linked Immuno Sorbent Assay)
Siero del paziente
E’ quello comunemente
utilizzato per accertare
l'infezione;
Non indica la presenza
del virus ma degli
anticorpi specifici che il
nostro sistema
immunitario ha sviluppato
dopo il contatto col virus
HIV.
Il periodo che intercorre
dal momento del
contagio alla rilevabilità
di anticorpi da parte del
test è detto periodo
finestra, e può durare
in alcuni casi fino a sei
mesi.
Un persona che risulta
positiva al test ELISA,
viene sottoposta al test
di conferma chiamato
Western Blot.
es: Ag p24
Anticorpo marcato
con un enzima anti
immunoglobuline
umane
TEST WESTERN BLOT
Le proteine del virus vengono separate mediante
elettroforesi in base al peso molecolare e
trasferite su un filtro di nitrocellulosa. Il filtro
viene incubato con il siero del paziente.
Le proteine p24 e gp41 sono proteine di
rivestimento del virus e la presenza di Ac contro
di esse è indice di infezione. 1: siero di controllo
+ di un pz. con AIDS; 2:siero di controllo di un
volontario sano; 3: forte positività; 4: debole
positività; 5: bianco per determinare il grado di
aspecificità
CENNI DI TERAPIA ANTI-RETROVIRALE
Gruppi di farmaci antiretrovirali e loro siti di azione
Inibitori
nucleosidici della
Trascriptasi inversa
es: AZT
Si legano al sito
catalitico dell’enzima e
vengono incorporati nel
DNA virale
alterandone la
conformazione
Inibitori della
proteasi es:
ritonavir,
saquinavir,
indinavir
Inibitori della fusione:
Sono analoghi peptidici
della proteina di
adsorbimento (gp120)
Inibitori non nucleosidici della
Trascrptasi inversa es: nevirapina:
Si legano in maniera irreversibile
all’enzima, in un sito diverso da quello
catalitico, bloccando la produzione di
DNA virale a partire da RNA
Si legano in
maniera
irreversibile alla
proteasi virale
impedendo la
produzione di
proteine virali
mature
Highly Active Antiretroviral Therapy (HAART)
E’ la terapia antiretrovirale attualmente somministrata ai pazienti
HIV+;
Consiste nella somministrazione combinata di tre farmaci
(INIBITORI NICLEOSIDICI DELLA TRASC. INVERSA,
INIBITORI NON NUCLEOSODICI DELLA TRASCR. INVERSA,
INIBITORI DELLA PROTEASI VIRALE;
Comporta in molti pazienti una parziale ricostituzione dei linfociti
T CD4+, una riduzione delle infezioni opportunistiche ed un
aumento dell’aspettativa di vita;
Difficoltà: aderenza o “compliance” alla terapia; necessità di
rispettare le dosi ed i tempi di assunzione dei farmaci anche in
relazione alla dieta. Ogni volta che il paziente dimentica o ritarda
l’assunzione dei farmaci il virus ha la la possibilità di riprodursi
più velocemente e di accumulare sufficienti mutazioni da acquisire
resistenza alla terapia.
IL VACCINO ANTI-HIV ????
•
Ad oggi non esiste un vaccino anti-HIV
•
Difficoltà nell’allestire un vaccino anti-HIV: dovute alla
estrema variabilità del virus per errori compiuti dalla
Trasciptasi inversa nel processo di sintesi del DNA (1
errore/2000 paia di basi- 5 errori/genoma di HIV).
L’instabilità genetica di HIV genera nuovi ceppi virali
durante il decorso della malattia di un paziente.
•
1987: primo trial clinico di un vaccino candidato
•
Ad oggi ci sono più di 40 trial clinici in tutto il mondo per
testare vari vaccini basati su diverse strategie vaccinali
Ortomyxoviridae
Virus dell’influenza
Virus dell’influenza (ortomixovirus)
Virus di forma sferica, provvisti di envelope
RNA a filamento singolo, segmentato, polarità negativa
Orthomyxoviridae
Rilevanti per l’uomo
Virioni pleomorfi
Dalla superficie si proiettano 2 tipi di
proteine glicosilate: Neuraminidasi (N) e
Emagglutinina (H)
Il genoma a RNA localizzato in un
nucleocapside a simmetria elicoidale,
elicoidale è
composto da otto distinti segmenti di RNA.
Ciascun segmento del nucleocapside contiene
RNA e 4 proteine coinvolte nella sintesi e
replicazione dell’RNA virale.
SOTTOTIPI (solo per i virus di tipo A)
La clasificazione in sottotipi dipende dagli antigeni associate
alle proteine virali esterne: Neuraminidasi (N) e Emagglutinina
(H)
Sono stati descritti 16 sottotipi H e 9 sottotipi N
(fra i virus umani solo 3 sottotipi H e 2 sottotipi N; es. H1N1,
H2N2, H3N2, ...)
ADSORBIMENTO
Antirecettore emaglutinina si lega ai residui di acido sialico delle
glicoproteine/glicolipidi della cellula ospite
PENETRAZIONE
Virus rivestito
REPLICAZIONE
Come avviene per gli altri virus a
RNA a polarità negativo l’RNA
genomico serve da stampo per la
sintesi degli mRNA virali.
Ciascuno degli otto segmenti
genomici dirige la sintesi di un
mRNA a filamento positivo.
ECCEZIONE! La sintesi avviene
nel nucleo della cellula ospite
GEMMAZIONE (virus rivestiti)
LA MALATTIA (Influenza/Flu)
Nell’uomo, la trasmissione dell’influenza avviene attraverso le
goccioline emesse con il respiro e contatto (le mani, fomiti) con le
secrezioni
L’influenza interessa le vie respiratorie
Raramente: polmonite primaria (virus-esito fatale)
I SINTOMI (Influenza/Flu)
Inizio acuto con brividi seguiti da un elevato rialzo termico (IL-1),
dolori muscolari (citochine circolanti-interferon),
cefalea, astenia intensa, tosse secca
DECORSO: 4-5 giorni
COMPLICAZIONI: Polmonite secondaria (S. pneumoniae, H.
influenzae), sindrome di Reye (bambini-no aspirina (ASA))
VARIABILITA’ ANTIGENICA
Una marcata variazione delle proprietà antigeniche delle
proteine H e N
La deriva antigenica (drift) -tipo A, B, C-: variazioni
antigeniche minori delle proteine H e N che si verificano ogni anno,
senza coinvolgere un cambiamento nel sottotipo virale
mutazioni puntiformi che avvengono in modo casuale nell’RNA virale
(singole o rare sostituzioni nele proteine N e H)
La deviazione antigenica (shift) -solo tipo A-: Un cambiamento
maggiore nelle proprietà antigeniche delle proteine N e H che si
verifica raramente -ogni 10-20 anni- e causa un cambiamento del
sottotipo (es. da H1N1 a H3N2)
Antigenic
drift
Antigenic shift
Deviazione
antigenica (shift)
Serbatoio
animale
Rates of Influenza Associated Hospitalization
Among Healthy Persons by Age Group
(Western countries)
Rate 100,000 population
600
500
400
300
200
100
0
0-11m
1-2y
3-4y
5-14y
15-44y
Age Group
45-64y
65+y
Death Rate 100,000 population
Rates of Influenza Associated Deaths by
Age Group
120
100
80
60
40
20
0
1-49
50-64
Age Group
65+
(MMWR, 2004)
Antiviral Drugs
Block Neuraminidase
Zanamivir (Relenza)
Oseltamivir (Tamiflu)
Licensed Inactivated Influenza
Vaccines
Some split and subunit
vaccines were initially
adjuvanted with alum
Priority Groups For
Influenza Vaccination
• Children 6-23 months of age
• Adults 65 years and older
• Persons aged 2-64 years of age with
underlying chronic medical conditions
• Women who will be pregnant during
influenza season
MMWR 2005
Test diagnostici per virus dell’influenza
Ricerca di antigeni
virali
Isolamento su linee
sensibili
Nucleoproteina,
Proteina della
matrice
Nucleoproteina,
Proteina della
matrice
Ricerca e
tipizzazione di
genomi virali
Titolazione di
anticorpi
antivirali