Patogenicità dei virus animali
Patogenesi delle infezioni virali
• La patogenesi è il processo attraverso il quale un’infezione virale
provoca una malattia.
• Il virione rappresenta la forma inerte dei virus, l’attività del virus si
esplica nel momento dell’interazione virus-cellula.
• La penetrazione del virus nella cellula genera una nuova entità: la
cellula infetta.
• La patogenesi in genere è legata:
• all’attività patogena del virus stesso
• alla permissività o meno dell’ospite e dei suoi organi
• Equilibrio: duplice risultato di assicurare la diffusione del virus
e la sopravvivenza dell’ospite.
• La virulenza o la mancanza di essa per ciascun tipo di virus
può essere determinata da piccole mutazioni nel genoma
Infezione virale
Penetrazione virus
• La penetrazione è talora passiva (rabbia, AIDS,
epatite B, togavirus, flavivirus) e consiste in una
immissione diretta del virus nel circolo
linfoematico
• quasi sempre per via transcutanea tramite
morsicature, eventi traumatici, uso di siringhe o
aghi infetti, inoculazioni realizzate da artropodi
vettori.
Ingresso del virus
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I virus possono penetrare principalmente:
-per via respiratoria (molto comune)
-per via gastrointestinale (molto comune)
-per via genitale (meno comune, ma frequente)
-attraverso lesioni della cute provocate da insetti, animali, strumenti medicochirurgici
-trasfusioni di sangue e prodotti derivati da sangue sono una potenziale
sorgente di infezione (es: epatite B, epatite C, HIV) (meno comune, ma
frequente).
-trapianti d’organo, soprattutto midollo osseo e rene (citomegalovirus e
Epstein-Barr virus).
SITI D’INGRESSO DI UN VIRUS NELL’OSPITE
Ingresso del virus
La via d’ingresso condiziona le modalità di trasmissione e le caratteristiche
epidemiologiche dell’infezione
-trasmissione per via respiratoria ( molto comune) (scarsamente
influenzata dalle condizioni economico sociali, può subire influenze
ambientali e stagionali)
-trasmissione per via gastrointestinale(molto comune) (influenzata dalle
condizioni economico sociali: alimenti contaminati, scarsa bonifica
ambientale)
-trasmissione per via genitale(meno comune, ma frequente) (grado di
promiscuità sessuale; interessa soggetti adulti)
-trasmissione attraverso lesioni della cute provocate da insetti e animali
(può subire influenze ambientali e stagionali
)
trasmissione attraverso strumenti medico-chirurgici, trasfusioni di sangue
e prodotti derivati da sangue, trapianti d’organo (soprattutto midollo
osseo e rene) (interessa particolarmente individui a rischio: operatori,
politrasfusi, tossicodipendenti)
Diffusione dei virioni
nell’organismo
umano in corso di
infezione.
TROPISMO
CAPACITA’ DI UN VIRUS DI INFETTARE E MOLTIPLICARSI IN
UN PARTICOLARE TESSUTO O POPOLAZIONE CELLULARE
Risultato dell’interazione dinamica tra svariati fattori del virus e dell’ospite
TROPISMO CELLULARE
-Presenza di recettori specifici
-Regolazione cellulo-specifica della trascrizione dei geni virali
TROPISMO D’ORGANO
-Sito d’entrata e vie di diffusione
-Presenza di recettori specifici
-Caratteristiche proprie dell’organo
IL TROPISMO CELLULARE NON DIPENDE SOLO DALLA
SENSIBILITA’ AL VIRUS, MA ANCHE DALLA PERMISSIVITA’:
Possesso delle condizioni in grado di garantire la TOTALE
espressione del potenziale genetico del virus infettante
In base ai criteri di permissività si possono distinguere diversi tipi di infezione:
INFEZIONE PRODUTTIVA:
La cellula è sensibile e permissiva
Ciclo completo di moltiplicazione virale con
produzione di progenie virale infettante
INFEZIONE RESTRITTIVA:
La cellula sensibile presenta condizioni
di permissività non costanti
INFEZIONE ABORTIVA:
•Una cellula sensibile non è completamente permissiva per
l’espressione di tutti i geni virali
prodotti precoci
produzione
•La cellula può essere infettata da virus difettivi
solo di
NATURA DELL’INFEZIONE
•CITOCIDA
ACUTE
•LATENTE
RECIDIVANTI
malattie
•PERSISTENTE
CRONICHE
•TRASFORMANTE
NEOPLASTICHE
TIPI DI INFEZIONE
VIRALE
NELL’ORGANISMO
OSPITE
ALTERAZIONE DELLE SINTESI MACROMOLECOLARI DELLA CELLULA
1) BLOCCO DI REPLICAZIONE DEL DNA
•Alterazione della capacità di legare
la DNA-polimerasi (Adenovirus)
•Inibizione delle sintesi proteiche
(Picornavirus)
2) BLOCCO DELLA SINTESI DEL RNA
•Diminuzione attività RNA-polimerasica
•Alterazione del DNA (Adenovirus)
3) BLOCCO DEL TRASFERIMENTO
RNA NUCLEO CITOPLASMA
•(Adenovirus, Poxvirus)
4) BLOCCO DELLE SINTESI
PROTEICHE
•Arresto di formazione di ribosomi
nascenti (virus Afta Epizootica)
•Disgregazione dei polisomi (Picornavirus)
•Alterazione del processo di traduzione
EFFETTI CITOPATICI IN VITRO
1) Lesioni di TIPO DEGENERATIVO
(virus che si liberano per lisi)
2) Formazione di SINCIZI
(virus provvisti di involucro pericapsidico)
3) Lesioni degenerative tardive
(virus provvisti di involucro pericapsidico)
4) Inclusioni cellulari
EFFETTO CITOPATICO INDOTTO DA VIRUS
Formazione dei sincizi
FORMAZIONE DI CORPI INCLUSI
Infezioni da virus del morbillo in astrociti
Inclusioni
citoplasmatiche
Inclusioni
intracellulari
Ultrastruttura dell’inclusione nucleare (derivato dal nucleolo)
INFEZIONI LATENTI
Il virus permane nella cellula senza neo-produzione di virioni infettanti
CONDIZIONI DI LATENZA
INFEZIONE SENZA EFFETTO CITOPATICO
•Infezione di cellule non permissive
•Evoluzione di varianti virali meno citolitiche
PERMANENZA DEL GENOMA VIRALE NELLA CELLULA OSPITE
•Integrazione nel genoma cellulare
•Mantenimento in forma circolare (episomica)
Replicazione autonoma ma
congiunta al ciclo cellulare
•Mantenimento in forma episomica in cellule non moltiplicanti
EVASIONE DEL SISTEMA IMMUNITARIO
INFEZIONI PERSISTENTI
CONDIZIONE DI PARASSITISMO VIRALE CONTROLLATO
PRODUZIONE CONTINUA DI ANTIGENI VIRALI E VIRIONI INFETTANTI
MECCANISMI COINVOLTI
•Diffusione a cellule meno permissive
•Produzione di interferon
•Rimozione non completa da parte del sistema immunitario
LE LESIONI DIPENDONO DAL COINVOLGIMENTO DEL SISTEMA IMMUNITARIO
Malattie cronicamente evolutive (epatite cronica attiva)
Malattie lente (panencefalite subacuta sclerosante)
Malattie disfunzionali
Interferon
• L’interferon fa parte dei meccanismi difensivi
naturali dell’ospite contro l’ingresso di agenti
estranei.
• Un fenomeno per cui cellule infettate da un virus
risultano resistenti all’infezione da parte di un
secondo virus
• Questa proteina agisce sulle cellule rendendole
capaci di resistere all’infezione virale.
Tipi di interferon
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1.
2.
3.
4.
5.
L‘interferon è costituito da una famiglia di molecole che
possono essere divise in tre specie: interferon alfa,
interferon beta e interferon gamma.
Possiedono tutte le seguenti caratteristiche:
Sono proteine cellulari che vengono indotte da vari
stimoli (infezione virale)
Non possiedono attività antivirale diretta
La loro azione non è specifica per il virus inducente
Sono dotate di specificità di specie
La loro persistenza è limitata (da poche ore a pochi
giorni)
Meccanismo d’azione
• Il rilascio avviene dalle cellule inizialmente
infettate
• L’interferon si lega ad uno specifico recettore
sulla superficie di un’altra cellula
• Induce uno stato antivirale con la sintesi di
protein-chinasi, 2’-5’ oligoadenilato sintetasi e
ribonucleasi L
• L’infezione virale della cellula attiva questi
enzimi
• Si verifica l’inibizione della sintesi proteica che
blocca la replicazione virale.
Infezioni trasformanti
•
Alcuni virus a DNA ed alcuni retrovirus stabiliscono
infezioni persistenti che possono stimolare una
replicazione cellulare incontrollata causando la
trasformazione o l’immortalizzazione delle cellule
• Diversi virus oncogeni possiedono differenti
meccanismi per rendere immortali le cellule
1. Attivando o fornendo geni che stimolano la crescita
2. Rimuovendo i meccanismi di inibizione che limitano la
sintesi del DNA e la crescita cellulare
3. Prevenendo l’apoptosi
Proprietà delle cellule trasformate da virus
Morfologia e caratteristiche di crescita
• Morfologia alterata
• Perdita di orientamento nel monostrato e crescita in
strati sovrapposti
• Aumento della densità cellulare per unità di superficie
• Diminuita necessità di siero e fattori di crescita
• Perdita dell’inibizione da contatto della
moltiplicazione e del movimento cellulare
• Crescita con formazione di colonie in terrreno
semisolido
• Immortalizzazione possono essere mantenute in
coltura indefinitamente
• Oncogenicità per animali da esperimento
Modificazioni biochimiche ed antigeniche
• Cambiamento nella composizione delle
glicoproteine di membrana e dei
glicolipidi
• Aumentata attività proteasica
• Aumentata glicolisi aerobica
• Diminuita concentrazione di AMP ciclico
• Comparsa di neoantigeni cellulari di
origine fetale
• Induzione di enzimi connessi alla sintesi
del DNA
Presenza di macromolecole virus specifiche
• Genoma virale o parte di esso integrato
nel genoma cellulare o libero in forma
episomiale
• Antigeni codificati dal virus
• RNA messaggeri virus specifici
Aberrazioni cromosomiche
Alterazioni numeriche: aneuploidia
Alterazioni strutturali: delezioni,traslocazioni ed altre
anomalie cromosomiche spesso non casuali e
specificamente associate alla trasformazione indotta da
determinati virus oncogeni
FATTORI DELL’OSPITE
CONFORMAZIONE GENETICA
STATO IMMUNITARIO
ETA’
NUTRIZIONE
STATO ORMONALE
MALATTIE CONCOMITANTI
TERAPIE IN CORSO
ECC
