I virus sono parassiti intracellulari,
costituiti di acidi nucleici (RNA o DNA),
ma mai di entrambi
RNA
DNA
Ad eccezione dei retrovirus (diploide), i virioni
contengono una sola copia del genoma, cioè
sono aploidi.
I virioni di alcuni virus vegetali contengono solo una frazione di genoma e,
perché abbia luogo la moltiplicazione virale, occorre che diversi virus,
contenenti nell’insieme l’intero genoma, penetrino nella stessa cellula.
Il polimero di acido nucleico può contenere:
da 4 a 7 geni per i virus più piccoli e
da 150 a 200 geni per i virus più grandi.
In alcuni virus l’acido nucleico
può esistere in più pezzi.
Grande eterogeneità nel mondo virale:
Struttura degli acidi nucleici
Modalità di sintesi dell’RNAm e delle proteine
Modalità di replicazione
virus a DNA
ssDNA lineare:
parvoviridae
ssDNA circolare:
circoviridae
DNA circolare,
in parte a doppio e
in parte a singolo filamento:
hepadnavirus
dsDNA lineare:
Adenoviridae
dsDNA circolare:
Papovaviridae
virus a DNA
Forme non usuali:
Molecole con interruzioni nell’intelaiatura
fosfodiestere di uno dei filamenti:
herpesviridae
dsDNA
lineare
con estremità saldate:
poxviridae
dsDNA
circolare
con uno dei filamenti incompleto:
Hepadnaviridae
Virus a RNA
Sono lineari
A singolo filamento continuo:
Picornaviridae
Togaviridae
Coronaviridae
Rhabdoviridae
Paramyxoviridae
Retroviridae
A singolo filamento segmentato:
Orthomyxoviridae
Bunyaviridae
Arenaviridae
A doppio filamento segmentato:
Reoviridae
Birnaviridae
Caratteristica importante dei virus a RNA
è la loro polarità o senso:
polarità positiva – genoma che agisce direttamente come RNAm
polarità negativa – è necessario che il genoma venga trascritto
in uno o più RNAm, presenza di una RNA polimerasi-RNA dipendente associata al virione
RNA ambisenso (Bunyaviridae) cioè in parte positivo e in parte negativo
Bunyaviridae – febbre della Valle del Rift (pecore, capre, bovini),
virus veicolati da insetti
Genomi più piccoli per i virus a RNA, quindi numero di proteine
molto più limitato rispetto ai DNA-virus
Virus difettivi
Necessitano per la moltiplicazione di un virus helper.
che coinfetti la stessa cellula.
Es. virus satelliti, per natura difettivi, presenti solo
in cellule infettate da un altro virus non correlato,
che agisce da helper
L’agente infettivo dell’epatite Delta viene classificato tra i virus cosiddetti satelliti.
Il virus dell’epatite D per infettare le cellule epatiche richiede in particolare l’ausilio del virus
dell’epatite B, quindi l’infezione si manifesta in soggetti colpiti anche da HBV.
L’infezione può verificarsi secondo due modalità:
1)
2)
infezione simultanea da virus B e D epatite clinicamente simile all’epatite B
sovrainfezione di virus D in un portatore cronico di HBV nuova epatite acuta a volte fatale
HDV (agente Delta) scoperto da Pizzetto – 1977
con diametro di 35-37 nm contiene, l’antigene
Delta, acido nucleico di tipo RNA
(non di tipo DNA come il virus B).
Lo spettro d’ospite è determinato:
in parte dalla specificità dell’attacco alle cellule, che
dipenda sia da caratteristiche del rivestimento virale che dalla
presenza di recettori specifici sulla superficie cellulare,
e in parte dalla presenza di fattori cellulari necessari
per la replicazione o per la trascrizione del genoma.
Lo spettro d’ospite è più ampio in caso di
trasfezione, cioè dell’infezione da parte dell’acido nucleico nudo, il
cui ingresso non dipende da recettori specifici.
ESEMPIO. La malattia di Marek è una malattia virale che colpisce
esclusivamente il pollo; quindi, si dice che il virus della malattia di
Marek
ha
uno «spettro
d'ospite» molto ristretto.
D'altra parte, il virus della rabbia può infettare una vasta gamma di
specie animali, e quindi esso ha uno spettro d'ospite allargato.
Trasmissione verticale – Si ha quando il virus passa dalla
madre all’embrione o al feto durante la gravidanza
(alcuni autori
considerano anche il passaggio attraverso il canale del parto, o l’assunzione di
colostro o latte).
Virus esogeni - virus acquisiti attraverso un’infezione
Virus endogeni – non sono infettati da un virus proveniente
dall’esterno, ma si ammalano perché sono portatori del virus nel
proprio patrimonio genetico
Trasmissione orizzontale - si realizza in tutti i casi che
non comportano la trasmissione in utero.
-
-
contatto diretto (leccamenti, graffi, morsi, coito, ….)
via indiretta (oggetti, acqua, alimenti contaminati)
vettori biologici (insetti o artropodi)
via aerogena (gocce di vapore acqueo, aerosol, venti)
Vie di ingresso – cute
(numerose malattie virali – veterinarie – vengono
trasmesse da artropodi ematofagi)
Gravissime disepitelizzazioni della
mucosa intestinale causate da
coronavirus e rotavirus
Attraverso i vasi linfatici il virus raggiunge i
linfonodi può entrare nel circolo sanguigno
viremia primaria
localizzazioni in organi viremia secondaria
“La replicazione del virus nelle cellule
endoteliali del fegato, del midolo osseo
e dei linfonodi può mantenere i
livelli di viremia alti e persistenti”
Cytomegalovirus
raggiunge per via ematica le ghiandole salivari
dalle quali si ha la disseminazione;
al cervello arriva esclusivamente
per via neuronale
IL virus incontra sempre i macrofagi:
I macrofagi non sono in grado di fagocitare il virus
(viremia prolungata nel tempo)
Il virus viene fagocitato ma non distrutto
(alti livelli di viremia secondaria)
Il virus viene fagocitato e si replica nei macrofagi
distruzione dei macrofagi, immunodepressione e
infezioni delle cellule adiacenti es. epatite
in corso di cimurro
La diffusione del virus nell’organismo
•
HIV – AIDS Il virus si insedia nell'organismo e per circa 8-10
anni, mediamente, non produce alcun effetto: solo dopo questo lungo
periodo, il virus mina in modo significativo il sistema immunitario, al
punto che quest'ultimo non è più in grado di difendersi da quelle
infezioni opportunistiche che, in assenza del virus, sarebbe in grado
di debellare con facilità.
La suscettibilità o recettività e la contagiosità
determinano la capacità dell'ospite a trasmettere
l'infezione.
La recettività è la potenzialità di un individuo ad ospitare un
agente patogeno e a permetterne lo sviluppo o la
moltiplicazione.
La contagiosità è la propensione di una malattia o di un agente
a diffondere all'interno di una popolazione recettiva
– contatto diretto o indiretto tra animali infetti -
Un animale non diventa infettante subito dopo l'avvenuta infezione. Il tempo che
intercorre tra l'infezione e la escrezione dell'agente viene detto fase di eclisse (per le
malattie da virus)
La durata di questo periodo è un altro degli elementi che contribuiscono
a determinare la contagiosità.
Per DETERMINANTI si intendono quei fattori la cui alterazione induce
un cambiamento nella frequenza o nei caratteri di una malattia
Le frecce,, simboleggiano la
complessità delle interazioni
tra i diversi settori.
Tipi di infezioni virali
Infezioni acute
presenza di
sintomatologia evidente.
L’esito è la morte del soggetto,
oppure la guarigione immunità duratura
Infezioni persistenti,
suddivise in:
Infezioni latenti
Infezioni croniche
Infezioni lente
Le infezioni persistenti costituiscono uno dei più efficaci
sistemi di mantenimento del virus in natura
tali infezioni possono riattivarsi, anche più volte nella vita di
uno stesso individuo, che provocano gravi danni
all’organismo, che si sommano nel tempo
• Infezioni latenti –
virus erpetici latenti nei gangli
nervosi. Le particelle virali complete sono dimostrabili
solo durante gli episodi di riacutizzazione.
• Infezioni croniche –
Le particelle virali sono
sempre dimostrabili ed il virus viene costantemente o
saltuariamente
eliminato
dall’animale
infetto
nell’ambiente.
• Infezioni lente –
Costante progressione della
malattia e aumento progressivo delle particelle virali
presenti nell’organismo ed eliminate nell’ambiente.
Cause della persistenza
Cause dovute all’agente patogeno:
•
•
•
•
Presenza di agenti non immunogeni
Integrazione dell’acido nucleico nel genoma cellulare
Moltiplicazione del virus in siti protetti
Variazioni antigeniche del virus
Cause dovute ad alterazioni del sistema immunitario:
• Difettosa risposta anticorpale
• Difettosa attività cellulo-mediata
• Replicazione all’interno dei macrofagi
Replicazione virale
Adsorbimento
Penetrazione
Svestimento
Replicazione
Maturazione
Liberazione
Periodo di eclissi
Intercorre tra la penetrazione
del virione e la maturazione
3 ore per i rhabdovirus. 40 ore per i cytomegalovirus
(anche in relazione alla molteplicità di infezione)
Periodo di latenza
Intercorre tra la penetrazione del virus
fino al momento della comparsa della
progenie fuori dalla cellula infetta
Ciclo replicativo del virus influenzale
1- Assorbimento
2- Endocitosi
3- Denudazione
4- Migrazione del
nucleocapside al nucleo
5- Sintesi di proteine virali
6- Replicazione
7- Assemblaggio
8- Gemmazione
9- Liberazione
Le conseguenze di un’infezione virale per la cellula sono quasi sempre
letali, ma ci sono aspetti cromosomici, metabolici e citologici da
esaminare, inoltre le cellule sono spesso in grado di reagire con
meccanismi molecolari.
Le proteine del virus possono avere un effetto tossico, ad esempio
alcune proteine di Rotavirus agiscono come enterotossine.
Il virus può indurre la cellula all’autodigestione lisando i lisosomi o
inducendo quello che è chiamato effetto citopatico: dopo l’infezione la
cellula cambia la sua morfologia aumentando o diminuendo il
volume, conseguentemente spesso le cellule si staccano dal substrato.
Microscopio rovesciato o invertito
Uninfected Vero cell line
CPE typical of herpes simplex virus
on Vero cells, a monkey cell line
Durante l’infezione poi, possono venirsi a formare quelli che sono chiamati corpi
inclusi, che non sono altro che la traccia visibile dell’assemblaggio dei virus.
Ne esistono di diverse forme, localizzazioni e composizioni,
possono essere infatti sia acidofili che basofili.
Tra i più noti possiamo ricordare i corpi del Guarnieri, acidofili, del Vaiolo o i
corpi del Negri, basofili, della rabbia.
Rotavirus del bovino: coltura di cellule MA-104 contenente
numerosi virioni intracitoplasmatici (sezione ultrasottile,
citrato di piombo/acetato di uranile)
Particelle di Rotavirus:
è visibile il tipico aspetto del doppio capside,
colorazione negativa
Le cellule infettate possono fondersi tra di loro. La fusione cellulare è
abbastanza comune nei virus, è causata dalle proteine esterne che si
inseriscono in membrana durante la replicazione ed ha una conseguenza
piuttosto ovvia: facilitare la diffusione virale alle cellule limitrofe senza
dover uscire all’esterno, quindi evitando la sorveglianza del sistema
immunitario. Può avvenire sia dall’esterno, quindi durante l’adsorbimento,
sia dall’interno, quando il virus ha prodotto le proteine di fusione che vanno
in membrana sulla cellula ospite.
Infine, le cellule cambiano il loro metabolismo. Molte volte, durante
un’infezione, si ha uno stop completo della sintesi proteica cellulare, a causa
dell’azione delle proteine virali. Questo shut off virale consente al virus di
indirizzare tutto il meccanismo di sintesi proteica verso la sua replicazioni,
aumentandone quindi l’efficienza. Un altro cambiamento metabolico è quello a
carico della replicazione cellulare: un virus ha bisogno delle proteine cellulari
per replicare, va da se che se la cellula non replica molti virus non sono in
grado di completare il loro ciclo, così inducono loro la mitosi.
La cellula può anche non morire: il virus può instaurare una infezione
cronica (permanente) all’interno di essa e riprendere la replicazione solo
in condizioni favorevoli. Uno su tutti è il virus herpetico (Herpes simplex
virus, HSV), che dopo la prima infezione va ad annidarsi nel nervo
trigemino e non c’è modo di eliminarlo.
Sotto alcuni stimoli (immunosoppressione, raggi ultravioletti, stress) il
virus ricomincia a replicare, e migrando attraverso il nervo arriva alla
mucosa labiale, dove causa le notissime lesioni.
