VIROLOGIA
Lezione 7
Maura Secci
Oggi parliamo dei retrovirus (HTLV 1 e 2 sindrome dell’immunodeficienza acquisita). Di
alcuni retrovirus (slide 3) non faremo in tempo a parlare però è importante sapere che sono
assocciati ad almeno 1 o 2 patologie di qualche interesse nell’uomo. La Leucemia a cellule t
e la paresi spastica sub tropicale (patologia neurogenerativa) sono delle malattie causate
dal virus HTLV1, mentre per ciò che riguarda l’HTLV2 al momento non sembrano esserci
patologie correlate all’uomo, e tantomeno per spumavirus (HFV=human foamy virus) che è
l’argomento orfano di una patologia nell’uomo. Poi vedete una serie di retrovirus con
caratteristiche diverse che hanno come ospiti animali diversi dall’uomo, mammiferi. Tra
tutti ricordiamo Il virus dell’immunodeficienza delle scimmie, gatto, cavalli, bovini.
Tutti questi virus hanno come struttura genetica e funzionale almeno tre geni essenziali che
sono il gene GAG (per le proteine interne quelle strutturali del capside), ENV (per le
glicoproteine strutturali dell’ envelope), POL (gene polifunzionale in quanto trascrive oltre
che per la trascrittasi inversa anche per le integrasi e le proteasi). Questi virus hanno come
obbligo, per poter condurre il proprio ciclo vitale, quello di integrare il proprio genoma nel
genoma della cellula infettata. Vedete però che questi 3 geni sono affiancati nel terminale
3’ e 5’ da delle sequenza R (ripetute) ed U (uniche).
Come per gli epancra virus si pone lo stesso problema ossia nelle sequenza terminali sono
presenti delle informazioni per i virus molto importanti che riguardano i siti di
riconoscimento per un primer di innesco per la trascrizione o meglio retrotrascrizione, dei
siti di poliadenilazione di termine della trascrizione, dei siti promoter, enhancer in
particolare dei siti per l’inizio/innesco della polimerasi cellulare ossia per innescare la
trascrizione e altri siti per la regolazione della trascrizione. Ovviamente queste informazioni
per un virus che da RNA deve dare DNA e poi integrare devono essere conservate altrimenti
verrebbero perse semplicemente per il fatto che il promotore della trascrizione stessa,
quantomeno nella fase di retrostrascrizione e quindi trascrizione del DNA complementare,
determinerebbe un inizio della trascrizione a valle dei rispettivi segnali. La maniera per
conservare queste informazioni è quella di fare un DNA più lungo dell’RNA genomico in cui
queste informazioni ,presenti nei terminali, vengano mantenute attraverso un processo di
traslocazione delle terminazioni durante la fase di retrotrascrizione che riproduce ad
entrambi i terminali 5’ e 3’ delle sequenza U3RU5 che sono identiche.
Questo consente al virus di formare le LTR identiche al 5’ e 3’e di conservare appunto
l’informazione che consente di mantenere il sito per l’inizio della trascrizione a valle del
promotore e per poter determinare la trascrizione a valle del segnale di terminazione
evidentemente producendo a livello del DNA una sequenza più lunga dell’RNA genomico.
Questo è il virus HIV1, molto simile al virus HIV2. Si tratta di un virus con envelope il cui
genoma è costituito, stranamente, da un corredo aploide. Abbiamo due molecole identiche
di RNA all’interno di un capside assieme a quelle che sono le principali proteine/enzimi
associati al genoma che costituiscono la struttura e la controparte funzionale di questo
virus. Abbiamo già accennato alle glicoproteine di superficie rappresentate da due principali
proteine: gp120 che è una vera e propria proteina di superficie che getta al di fuori della
superficie del capside e una proteina transmembrana gp41. Queste due proteine sono di
fondamentale importanza per il riconoscimento di recettori-corecettori cellulari e quindi
per innescare il ciclo vitale dei virus. A livello del capside abbiamo come proteina principale
la p24, quella che è espressa in maggiore quantità, e che ha anche un ruolo importante nei
sistema di identificazione delle infezioni in quanto è un antigene evidenziato, oggi assieme
agli anticorpi contro altre proteine dell’HIV, nel siero dei pazienti per dimostrare l’avvenuta
infezione. Altre proteine sono la p9, la p7,sul cui significato non si hanno informazioni. La
proteina di matrice p17 prende contatto con la faccia inferiore del capside virale. All’interno
del virus, oltre al genoma, si riconoscono le proteine associate come la trascrittasi inversa,
proteasi, integrasi e un t-Rna per la lisina che costituisce nella fase di retrotrascrizione
l’innesco per la polimerasi. Tranne qualche recente report che fa riferimento ad un virus SIV
in grado di determinare in alcune scimmie macaques la sindrome dell’immunodeficienza
acquisita simile a quella che si sviluppa nell’uomo, SIV in generale è un virus che ha
imparato a convivere con l’ospite, è un virus che in più accennati riferimenti a virus
responsabili di zoonosi che hanno fatto il salto di specie si sono adattati all’ospite e i SIV
sono entrati in equilibrio perfetto con il nuovo ospite. L’HIV è un virus che deriva da un
virus delle sciammie, ha fatto un salto di specie. Quando? Bella domanda. Fino al momento
della sua identificazione le informazioni risalivano ad alcuni casi correlati ad una strana
sindrome assocciata all’uso di alcune sostanze da parte di omosessuali che ha fatto pensare
ad una patologia correlara solo a tali soggetti. Si pensava che la storia di questo virus fosse
relativamente recente. Con gli anni si è arrivati ad ipotizzare al 1200-1600. Oggi le
informazioni che abbiamo sono diverse e sconfortanti. Qualche diversivo: i virus pandemici
sono responsabili di zoonosi e fanno il salto di specie da animali all’ uomo il quale non
diventa l’ospite naturale, ma l’ospite in cui il virus si è adattato. La storia naturale di tutte le
pandemia, anche quelle più aggressive ci dicono che una volta che è avvenuto
l’adattamente del virus nell’uomo il potenziale patogeno di questo virus si è attenuato. E’
successo per il virus della spagnola H1N1 che poi ha continuato a circolare. Il destino dei
virus pandemici è quello di sostituire i precedenti sottotipi prevalentemente circolari. E’
successo per l’H1N1, per l’ultimo H3V che si è portato il virus sino ai giorno nostri.
Il siv probabilmente ha fatto la stessa strada ossia si è adattato all’ospite animale (la
scimmia) entrando in equilibrio con esso. Quale potrebbe essere la speranza dell’HIV? Una
volta che questo si è adattato all’uomo si spera che nel corso del tempo possa esaurire il
suo potenziale di patogenicità che oggi è estremamente velato in assenza di una terapia
adeguata. Un soggetto che si infetta di HIV è destinato a morire. Per fortuna oggi abbiamo
un discreto corredo di farmaci antiretrovirali che ci hanno consentito e ci consentono di
trasformare l’infezione. Oggi si sopravvivere con una infezione che è diventata cronica o per
lo meno coloro che hanno la fortuna di essere trattati e di avere una buona risposta al
trattamento convivono e obbligatoriamente sono costretti a continuare le terapie xkè se
smettono non solo fanno un passo indietro ma ricominciano da capo come se non avessero
fatto nessun tipo di terapia. Oggi la sopravvivenza dei soggetti con infezione da HIV è molto
superiore a quella che ci si poteva aspettare qualche anno fa. C’è una cattiva notizia che
provviene da degli studi condotti su una scimmia detta autoctona di una isola di Bioco che
decine di migliaia di anni fa si è isolata dall’Africa alla quale prima apparteneva
geograficamente. Questa isola, situata davanti all’equinea sub tropicale, è diventata un
territorio a parte abitata da scimmie che evidentemente non hanno avuto l’occasione di
interagire con altre scimmie del continente. A queste scimmie è stato diagnosticato il virus
HIV, la cui comparsa è databile a circa 10.000 anni fa. Studi filogenetici hanno poi
ricondotto il gestore comune di questo virus, così come di altri virus dell’immunodeficienza
delle scimmie a 72 milla anni fa. Questo significa che se è vero che l’HIV umano deriva da un
virus delle scimmie e se è vero che la storia di adattamento delle scimmie trascorse per
decine di migliaia di anni dobbiamo aspettarci che le generazioni a noi future non
vedreanno questa reazione da HIV naturale.
Anche qui molto rapidamente sappiamo che L’HIV1 diviene direttamente o con qualche
fase di adattamento dalle scimmie auctotone di questa regione o dalla scimpanzè e che
l’HIV2 deriva da un altro viru delle scimmie il cui ospite è una scimmietta auctotana in una
zona diversa. Sappiamo che questi virus sono passati all’uomo perchè queste scimmie sono
state, e sono, cibo per i tanti che cacciano, macellano e portano nei mercati senza prestare
le stesse attenzioni all’igiene come siamo abituati noi.
C’è un dibattito scientifico riguardo all’attribuzione certa tra HIV e AIDS. Sostengono che
non è il virus che provoca l’aids, ma che l’hiv determina l’immunodepressione. E’ vero che
l’aids è la conseguenza dell’immunodepressione dovuta ad HIV secondo la maggiorparte del
pensiero moderno ,ma secondo Duesberg qualsiasi caso di immunodeficienza potrebbe
determinare un esito clinico simile all’aids che non è proprio così, però giusto per ribadire il
pensiero che oggi l’aids sia provocata dall’HIV1 principalmente, ma anche da hiv2 il quale,
rispetto ad hiv1, ha una capacità di dare una malattia e una progressione verso la malattia
inferiore e più lenta. Fino a qualche tempo fa l’HIV2 era principalmente confinante
nell’Africa centrale oggi, però, si sta diffondendo in altre zone.
Questa è la biografia del virus:
Famiglia Retroviridae, sottofamiglia Lentivirinae: sta a significare che dal momento in cui
compare l’aids possono trascorrere decine di anni quindi si fa riferimento ad una lentezza
della progressione clinica dell’aids e non certo della lentezza biologica o virologica. Il virus
come vedremo replica tantissimo. Si tratta di un virione sferico provvisto di envelope che ha
2 RNA a polarità positiva circa 9.000 nucleotidi o 9,2 chilobasi (kb), 4 gruppi principali e 11
sottotipi (per ciò che riguarda il gruppo M) e la capacità virale quasispecie.
Vengono oggi riconosciuti tre, anzi quattro gruppi principali. P l’ho dovuto aggiungere a
mano perché è un nuovo gruppo derivante dall’osservazione di un nuovo isolato virale
derivato da un’altra scimmia, dall’orangotango. Oggi, per quello che riguarda l’HIV, si
conoscono quattro gruppi: M (main), O (Other o Outlier), N (non-M, non-O o new). Il
gruppo M è quello più importante per ciò che riguarda i sottotipi, se ne conoscono undici:
da A a K (compresi A1,A2,F1,F2) e una serie di ricombinanti, o meglio definiti come forme
circolanti in ricombinazione (CRFs ), che derivano appunto da eventi di ricombinazione tra
sottotipi diversi. Per l’ HIV2, si riconoscono 7 o 8 sottotipi ma, al momento non forme di
ricombinazione, Concludiamo che tra HIV1 e HIV2, oltre le differenze di prima, esiste anche
una discreta differenza per quello che riguarda le sequenze genetiche, che possono variare
anche fino al 90%.
La ricostruzione filogenetica (slide 14) evidenzia la correlazione con le scimmie. Mi preme
farvi osservare l’importanza, dal punto di vista epidemiologico, delle forme circolanti di
ricombinazione, che testimoniano l’incontro tra i diversi virus che infettano lo stesso
soggetto e da cui derivano delle ricombinazioni che poi sono trasmesse. La loro importanza
risiede anche nel fatto che queste forme di ricombinazione sono spesso portatrici di fattori
particolari e di fenotipi particolari come del fenotipo di farmaco resistenza. Quindi vengono
diffusi dei virus che già sono portatori di evidente farmacoresistenza, e quindi risultano
ancor piu difficili da gestire. Se è vero che questi sono i tipi maggiormente distribuiti nel
mondo, comunque i sottotipi non B (slide 15) costituiscono la stragrande maggioranza fino
a quasi il 90% delle infezioni sostenute da questi virus.
L’organizzazione genetica ma anche genomica del virus, l’abbiamo già in parte individuata
e comprende, oltre ai geni fondamentali GAG,POL,ENV presenti nel provirus ossia nel DNA
derivato dalla retrosezione del RNA, per quello che riguarda HIV1 e HIV2 anche una
costellazione di geni parzialmente sovrapposti o comunque in corrispondenza
principalmente del gene ENV. Sono quelli siglati con “ vif, rev, vpu...” e sono dei geni, non
accessori ma regolatori di cui il virus dispone. Questi conferiscono capacità replicativa, di
trascrizione con le cellule dell’ospite che caratterizzano appunto la storia naturale
dell’infezione e condizionano il ciclo vitale dell’ospite. Da tempo si sa che la molecola
principale che il virus riconosce sulle cellule suscettibili d’infezione è la molecola CD4,
contraddistinta da un motivo esposto principalmente dalla glicoproteina GP120 costituita
da dei domini di cui uno è quello deputato principalmente al riconoscimento della molecola
CD4. La molecola CD4 è ampiamente espressa non solo sui linfociti CD4 positivi, cioè i
linfociti Th (helper), ma anche su una serie di altre cellule come monociti, macrofagi,
microglia. Teoria che giustifica un po’ anche la diffusione in tutti i distretti dell’organismo
del virus in corso di infezione. Sono circa dieci anni che si conosce il ruolo dei cosiddetti
corecettori espressi ai livelli delle cellule dell’organismo che legano chemochine. Sono il
CCR5, per gli amici R5, sui linfociti o maggiormente sui macrofagi (lega RANTES) ed il CXCR4,
per gli amici R4 sui linfociti (lega SDF-1). Queste diverse capacità del virus di riconoscere
cellule con diversi corecettori ha condizionato alcune sue proprietà come, ad esempio, la
capacità di formulare il filtro dei sincizi e la capacità di avere una replicazione e
conseguentemente anche una patogenicità più elevata a seconda che si tratti di virus
cosiddetti M-tropici e T-tropici (slide 18). I primi riconoscono principalmente il recettore
espresso dai macrofagi del sistema reticolo endoteliale, non sono capaci di formare sincizi e
possiedono una virulenza inferiore rispetto ai cosiddetti virus T-tropici che riconoscono
preferenzialmente il corecettore R4, sono espressi dai linfociti, formano sincizi e hanno una
aggressività maggiore. Nel corso della storia naturale dell’infezione c’è un orientamento,
una preferenza verso alcuni corecettori, quindi verso alcune cellule. Questa distinzione tra
virus M o T-tropici si risolve nel corso dell’infezione quando il virus torna ad acquisire la sua
naturale capacità di diventare virus dual-tropico, cioè in grado di riconoscere entrambi i tipi
di cellule, vira il riconoscimento dei due corecettori.
Come avviene l’ingresso del virus nella cellula?. Abbiamo detto le molecole chiavi sono C4
da una parte e la GP120 dall’altra. Il GP120 è in grado di stabilire un legame col recettore
CD4, però non è un legame molto stabile. La stabilizzazione avviene per propria volontà,
ovvero per propria adesione e avviene quando,in virtù del legame con CD4, la GP120 è in
grado di legarsi anche al corecettore. E di nuovo questo evento consente uno spostamento
della GP41 ,della glicoproteina di transmembrana che si inserisce poi nella membrana
cellulare e consente, attraverso la (???) del fusogeno, l’ingresso del virus mediante un
processo di fusione tra la membrana del rivestimento virale e quella attaccata (slide 20).
I corecettori sono così importanti nella stabilizzazione dell’ avvio del processo di infezione.
Ci sono delle sottopopolazioni di soggetti caucasici che hanno una delezione a livello del
gene che codifica per il corecettore CCR5 che condiziona assieme ad altri caratteri, anche se
questo è il principale, quello che è l’assetto dei progressori lenti o non progressori lenti
ossia coloro che hanno si un’infezione però anche in assenza di terapia hanno un decorso
lento che evolve in AIDS molto tardivamente, avendo la capacità di avere una risposta
neurologica ben sostenuta, un numero di linfociti ben al di sopra della soglia di pericolo
(600 per microlitro), sono caratterizzati da una piccola risposta immunitaria contro i virus. Il
ruolo dei virus M-tropici, dei virus tropici è stato valutato , per ciò che riguarda il diverso
esito, almeno nelle fasi iniziali dell’infezione, attraverso degli studi su modelli animali.
MODELLO DI INFEZIONE ACUTA VAGINALE NELLA SCIMMIA RHESUS
Questo modello fa riferimento ad una infezione per via sessuale nella scimmia Rhesus che
dimostra da una parte come il virus, penetrato per questa via, abbia evidentemente una
maggiore propensione verso cellule che esprimono il corecettore R5 presente a livello delle
cellule del reticolo endoteliale che sono quelle presenti a livello mucosale, ma che
addirittura
sono
particolarmenti
presenti come conseguenza di un
richiamo di cellule di infiammazione in
questo
sito
quando
contemporaneamente l’animale o
l’uomo/donna (come in questo caso)
abbia in corso un’altra infezione
sessualmente trasmessa. Questa è una
condizione molto importante che
favorisce la trasmissione e l’infezione da
HIV che proprio grazie alla capacità di
riconoscere questo tipo di cellule trova
condizioni favorevoli qualora siano
presenti altre infezioni che ledono la
mucosa e quindi aprono maggiormente
la strada anche a questo virus. Si
osserva che da un assetto inizialmente
di tipo M-tropico , appena due giorni
dall’esposizione il virus già si trova nei
luoghi distrettuali e da li va subito nel
circolo linfo-ematico e ha, pochi giorni
dopo
l’infezione,
una
capacità
replicativa elevata o elevatissima e da
qui intraprende la strada per infettare anche cellule che hanno altri corecettori.
L’altra modalità di trasmissione non avviene per inoculazione di sangue infetto con ago o
altro, il virus in quel caso incontra per lo più cellule che esprimono un assetto un po’
diverso. Vediamo brevemente il ciclo replicativo del virus: abbiamo detto come riconosce la
cellula, come entra nel momento in cui il virus si trova nel compartimento citoplasmatico
comincia a liberarsi degli involucri però la reazione non può essere completa perchè
trattandosi di un genoma ad RNA positivo avrebbe le caratteristiche per essere subito
riconosciuto dai ribosomi cellulari e quindi tradotto. Non sarebbe un vantaggio per il virus.
Non sarebbe un vantaggio
neanche esporre il proprio
genoma all’attività di RNAasi
cellulari che invaderebbero il
virus per cui si ritrova
all’interno del complesso
nucleoproteico che è detto BIC
(complesso di preintegrazione)
dentro il quale sono comprese
le proteine indispensabili per
la retrotrascrizione, sono
comprese le mucoproteine. A
livello di quello che sarà il
complesso di preintegrazione
definitivo
avviene
la
retrotrascrizione ossia l’RNA
forma prima una sola elica e
poi una doppia elica di DNA. Il complesso di preintegrazione clonato da una delle proteina
accessorie ha la capacità di entrare nel nucleo con un meccanismo preferenziale veicolato
da queste proteine. Nel nucleo il genoma, che è già DNA viene completamente liberato e
integrato e ciò consente l’incorporazione delle sequenze virali nel genoma della cellula
infettata. Il genoma della cellula infettata non fa altro che trascrivere l’antigenoma virale
come fosse parte di se ad opera del complesso delle polimerasi, trascrittasi cellulari.
Vengono prodotti diversi RNA corti o un po’ più lunghi che, a seguito di processsi di splicing
singolo o multiplo e di alcuni eventi che non prevvedono la modificazione dei messaggeri
(splicing), vengono tradotti in proteine precoci, che sono quelle regolatorie tat, env ,ref che
rientrano nel nucleo favorendo la trascrizione degli RNA tardivi che sono quelli delle
proteine principale GAG, POL ed ENV e delle altre proteine regolatorie. Il ciclo si conclude
con il passaggio delle proteine che costituiranno l’involucro virale ,il virus viene portato
dalla proteina di matrice p17 sulla faccia interna della membrana citoplasmatica dopo che si
sono assemblate le proteine e dopo che alcuni complessi poliproteici subiscono la completa
maturazione nel momento in cui il virus è gia uscito(??) Ora intervengono le rnasi virali che
risolvono le singole proteine strutturali.
Questo schema ci fa vedere come per mezzo di una seria di sequenze terminali e di
strutture che riescono a saltare da un terminale all’altro, avviene poi la trascrizione del dna
provirale e avviene la formazione dell’LTR.
Una volta che si è formato il complesso di preintegrazione, a partire dal sito di
riconoscimento di binding, avviene il legame della sequentra di tRNA della lisina che
rappresenta l’innesco per la polimerasi che porta alla trascrizione di una breve sequenza in
direzione 5’ 3’ che trascrive le sequenze U5 e R, contestualmente le sequenze dell’rna
corrispondente viene degradata dalla rnasi. Proprio perchè queste sequenzeR e U5
riconoscono una contropparte al terminale opposto, per ciò che rigiuarda la sequenza
ripetuta r, questo complesso viene traslocato al terminale opposto da cui inizia la
trascrizione di tutto l’rna,il primo strand di DNA e contestualmente la degradazione
dell’RNA stampo ad opera della rnasi che degrada tutto tranne un piccolo splech che
rappresenta un sito di polipurine, poliadenine che rappresenterà l’innesco per poi il
successivo evento di trascrizione. Quello che avviene a questo punto è che inizia la
trascrizione del dna complemetare a quello a polarità positiva proprio a partire dall’innesco
rappresentato dal sito polinuclidico in direzione 5’3’ si ha la sintesi sostanzialmente delle
sequenze che costituiscono l’LTR del DNA provirale.
L’rnasi scinde l’iniziale
innesco di RNA e ora
avviene un altro salto
ossia la sequenza PB
viene traslocata al
terminale opposto e
questo
costituisce
nuovamente l’innesco
che completa dopo un
ulteriore salto per
consentire
la
formazione dell’LTR la
struttura del dna virale.
Ora vediamo come
avviene l’integrazione
del
genoma
sito
specifica del versante
virale che può avvenire in qualsiasi sito del genoma cellulare così come accade anche per il
genoma del virus dell’epatite B. La proteina integrasi ha anche una attività nucleasica quindi
la prima cosa che fa è quello di processare le terminazioni formando delle idonee estremità
al 3’ e contestualmente ha attività di rottura dei legami fosfodisterici nel DNA dell’ospite (46 bp) e di inserimento, grazie all’attività integrasica, delle estremità libere 3’ del dna ospite.
Ora intervengono i sistemi di riparazione della cellula ospite.
Vi propongo questa tabella:
che riassume in breve le funzioni dei geni, proteine strutturali ed enzimatiche dell’HIV.
TAT è un transattivatore (una proteina su cui peraltro si è incentrato almeno un filone di
ricerca italiano, sembrerebbe al momento con scarso successo) che probabilmente agisce
anche su sequenze regolatorie non solo virali, ma anche cellulari.
REV è una di quelle proteine che rientrano nel nucleo funzionando da transattivatore post
trascrizionale e favorendo l’esportazione dei trascritti del citoplasma.
NEF inizialmente ha assunto un’accezione negativa ossia un controllo negativo sui virus
però in realtà è vero il contrario visto che è un regolatore costruttivo della infettività virale.
La down regolazione di CD4, assieme a un controllo che avviene attraverso una
isoespressione delle molecole del complesso maggiore di istocompatibilità 1, previene la
morte prematura delle cellule 50 positive infettate e quindi consente al virus di aumentare
la sua capacità infettante.
VIF, fattore di infettività virale
DPR è una proteina assocciata a un complesso di preintegrazione che veicola il provirus a
DNA verso il nucleo.
VPU aumenta il riliascio del virus e consente al virus di poter fuoriuscire dalle cellule
infettate CD4+ e andare ad infettarne altre.
VIF è importante per ciò che riguarda l’ infettività di hiv perchè il suo legame con una
proteina che non è 53 come si diceva prima, ma è una citidina deaminasi che interviene
nell’apoptosi della cellula inducendo ipermutazioni nel DNA e quindi innescando l’ apoptosi
di cellule danneggiate o infettate come in questo caso. Vif, legandosi alla proteina
APOBEC3G induce la sua poliubiquitinizzazione e la conseguente degradazione. si perde il
turnover delle cellule infettate. Attualmente si stanno sviluppando delle strategie non di
tipo profilassico e vaccinale, ma mirate ad impedire il legame tra vif-APOBEC3G o la
degradazione di APOBEC3G.
A partire da un messaggero che non subisce splicing si forma un precursore poliproteico,
una poliproteina B170 (troverete anche scritto B160) che viene processato dalla proteasi
virale per dare origine al precursore di gag e proteine di pol. POL non è solo trascrittasi
inversa con la sua triplice funzione di DNA polimerasi RNA dipendente, DNA polimerasi DNA
dipendente e di RNAsi H, ma produce anche proteine che sono la proteasi (p10) e l’integrasi
(p31).
POL:
La proteine di matrice assieme alla P9,P7,P24 codificate da gag.
GAG:
ENV codifica per un precursore gp160 che proprio nella fase extracellulare il virus è già
uscito, agiscono le proteasi. In questa fase invece le proteasi processano gp160 per dare
origine a gp41 e gp120.
ENV:
Abbiamo detto che il virus replica in cellule CD4 positive , replica in cellule in cui non è
indotto uno stimolo proliferativo. Abbiamo visto il ruolo di rif. Sta di fatto che il virus replica
meglio in cellule CD4 attivate che lo sono anche in presenza del virus. Il meccanismo di
attivazione delle cellule t positive lo conoscete così come il ruolo di cellule del sistema
reticolo endoteliale che giocano un po’ a rimbalzarsi il duplice ruolo di cellule di cui solo una
parte sostengono l’infezione del virus le altre sono deputate a degradare i virus o a
presentarli a effettori come CD8 per la loro eliminazione. Quindi giocano il doppio ruolo che
consiste anche nella esportazione e presentazione a cellule che non sono infettate, cellule
innocenti che possono andare in necrosi per effetti indipendenti dalla presenza del virus. Il
resting di cellule in G1 e cellule quiscent in G0 consente al virus di mantenersi come
provirus integrato che è inataccabile da fagi che agiscono sulla perdita del virus. Se noi
valutiamo da una parte il contributo di ciascuna cellula in termini di replicazione virale che è
massima nelle cellule medie attivate che poi si riduce fino a zero però nelle cellule
quiescenti e dall’altra vediamo il tempo che intercorrere affinchè si abbia una significativa
riduzione in corso di trattamento antiretrovirale dal plasma vediamo che ora il discorso è
inversamente proporzionale ossia abbiamo una caduta significativa nelle cellule che
replicano però viceversa la quota per ciò che riguarda le cellule quiescenti e resting è
inferiore, più lenta.
Come fanno i virus a determinare immunosopressione?
Alla luce del fatto che la prima risposta dell’organismo all’infezione è straordinaria dal
punto di vista immunologico, il virus entra nell’organismo e agisce con una ottima risposta e
contributo da parte delle cellule CD8. Una buona risposta contro il virus che però ad un
certo punto si esaurisce perchè ha una attività infettiva continua sostenuta e porta alla
morte le cellule CD4+ mediante meccanismi di citocinia diretta. Il virus quando fuoriesce
determina la necrosi cellulare e induce, attraverso vari meccanismi, la cellula ad andare in
apoptosi. Tutto ciò coinvolge anche cellule non direttamente infettate che ricevono il
segnale di induzione per l’apoptosi incrementando l’apporto cellulare che va in necrosi
come conseguenza diretta o non dell’infezione. Si parla di killing delle cellule CD4 per lisi
conseguente al parking del virus extracellulare. Abbiamo detto che ci sono virus che
formano sincizi che è un prerequisito per portare a morte le cellule. E poi la lisi mediata dai
CTL sia sui sincizi che sulle cellule indirettamente infettate che evidentemente per eliminare
il virus eliminano anche le cellule stesse con cui dovrebbero cooperare.
Si ha un aumento dei
linfociti
CD8
che
rimangono inattivi fino
ad un certo punto visto
che montano in una
molecola
che
non
consente un ciclo litico
da parte del virus. I CD8
riconoscono il virus il
quale è in grado di
indurre dei segnali che
comprendono
anche
quelli per l’innesco dell’
apoptosi pertanto il
virus porta al suicidio le
cellule CD8.
La variabilità di hiv (slide 40) è sostenuta da tutti quei fattori di cui abbiamo già discusso.
Dinamica di replicazione virale, non vi annoio nuovamente con il modello di Neuman?? e
Person che fa vedere come la produzione virale sia straordinariamente elevata con
conseguente inserimento di mutazioni spontanee dovute a errori da parte della polimerasi
che mediamente introduce una mutazione per ogni virus nuovo che viene introdotto. Più se
ne producono e più il potenziale di variabilità spontanea sarà elevato. Tutte le mutazioni
vengono fissate e conservate e contribuiscono alla variabilità del virus poi ci sono gli altri
eventi che spingono per la variazione quindi pressioni selettive dell’ospite,risposte immune,
farmaci,tentativo del virus di acquisire la miglior fitness possibile, la
compartimentalizzazione significa che in certi distretti il virus subisce un po’ meno l’effetto
della pressione selettiva ma continuando a replicare è in grado di mantenere elevate livelli
mutazionali. Tutto questo significa diversità ed evoluzione della quasispecie virale (stesso
discorso che abbiamo fatto per
l’epatite C). Le conseguenze: enorme
flessibilità genetica che si traduce in
tropismo per un certo tipo di recettore
piuttosto che un altro, in evasione della
risposte immune, in resistenza ai
farmaci e in fallimento della
vaccinazione.
Evasione dalla risposta immune: noi
produciamo
tantissimi
anticorpi,
l’organismo a seguito dell’infezione
contiene tanti anticorpi a potenziale
neutralizzante, ma non funzionano
perchè guarda caso proprio per gli
epitopi come regiovi v3, v5 della gp120
che sono quelle più immunogene variano con lo stesso motivo per il quale varia
l’ipoproteina 1 e 2 di hiv per impedire che gli anticorpi neutralizzanti facciano il loro dovere.
Resistenza ai farmaci: è ovvio che la pressione selettiva sui geni e il virus contrasta l’azione
di questi farmaci modificando il bersaglio. Il tutto si traduce al momento come il fallimento
degli indirizzi di vaccinazione tradizionale basati sulla somministrazione di un antigene. Se
gli antigeni cambiano è ovvio che questa strategia è fallimentale. Se ne sono sviluppate
tante altre, compresa la vaccinazione antitat o vaccinanzioni che tendono a sviluppare la
risposta immunomediata sopratutto t.cellulare mediante la somministrazione di chimere in
cui vengono utilizzati dei vettori verso cui si ha una risposta potente di tipo t- linfocitario
che viene rivolta anche contro il virus. Ma al momento non abbiamo entusiasmanti risultati
su un vaccino piuttosto che su un altro.
Come viene trasmesso il virus? Il virus non si trasmesse attraverso rapporti interpersonali,
guardare a distanza un soggetto hiv non porta un contaggio. Il virus si trasmette per via
sessuale,via verticale,via parentelare ossia con del sangue o materiale con aghi infetti,
trapianti, trasfusioni (ridotte quasi a zero). Le prime due vie sono quelle usate dal virus per
trasmettersi nei paesi dove la malattia è prevalente ossia regioni meno sviluppate del
mondi dove il virus si trasmette per via eterosessuale e materna fetale. Noi che siamo più
civili lo trasmettiamo per via sessuale e con un grosso contributo della via omossesuale. È
un virus che prevede dei contatti stretti come possono essere quelli sessuali. Bisogna tener
conto che il virus è poco resistente ed essendo dotato di envelope è più facilmente sensibile
a disinfettanti, antisettici e poi è un virus che difficilmente rimane vitale nella... quindi
quando sarete in Pronto soccorso e arriva una mamma disperata perchè il proprio figlio si è
infilato un agho da insulina nel piede tranquillizzatela perchè il bambino può aver contratto
il tetano, ma non l’HIV.
Quale è la storia naturale dell’infezione? Il virus entra nell’organismo e dopo un periodo di
incubazione cerca di tener testa e si ha conseguentemente un calo immediato nelle cellule
infettate CD4positive Ci può essere una sintomatologia però se non si sono rilevati dei
fattori di rischio si pensa sempre sarà un virus o no? Ci può essere un esentema fugace,
linfonodo che si ingrossa, influenza. Il tutto si riduce in breve tempo in una buona risposta
immunitaria che tiene conto del fatto che assistiamo alla fase di sieroconversione. Oggi si
sostiene che almeno dopo 30-40 giorni si abbia una quantità di anticorpi tale da essere
rilevata con le tecniche di rilevazione degli anticorpi. Per chi ha corso un rischio il test si può
fare dopo20/30 giorni per rilevare o meno la presenza di anticorpi con un valore superiore
al 90% se poi lo ripetiamo dopo 3 mesi siamo nella certezza assoluta. Dopo succede che ho
la risposta immunitaria, che l’Rna virale plasmatico circolante si riduce però il virus continua
a replicare e i CD4 vanno sotto i valori basali e noi entriamo, dopo questa fase di confine tra
la prima e la fase successiva, nella fase di latenza cronica ossia portiamo il virus, non
manifestiamo alcuna sintomatologia, stiamo bene. A un certo punto CD4 e CD8 calano e ciò
predispone all’ insorgenza di infezioni e plurinfezioni di qualsiasi natura, neoplasia, che
caratterizzano la fase di AIDS. Se non si è intervenuti e non si interviene neanche in questa
fase il paziente è destinato a morire nel giro di pochi anni mediamente e questa fase di
latenza critica può durare anche 10/15 anni.
Quando il numero dei CD4 scende sotto i 200 mm ^3 significa che il sistema immunitario è
collassato e il paziente muore in pochi anni se non viene trattato. Perchè è importante
quella fase di inizio della latenza critica? Perchè in quella fase si può stabilire in base a uno o
pochi parametri quale è la progressione dell’infezione. La velocità è come prendere un
aereo o andare in bicicletta a seconda dei livelli di viremia (slide 50). Questo è un
parametro riproduttivo di regressione più fedele per il numero di linfociti iniziali che è
importante, ma non tanto per stabilire la velocità di progressione dell’infezione.
Come si fa la diagnosi? Dopo 20/30 giorni troviamo gli anticorpi. Un soggetto sieropositivio
ha nel siero gli anticorpi prodotti in seguito al contatto con il virus, c’è l’infezione. Gli
anticorpi testimoniano una pregressa infezione perchè non è mai pregressa, ma è sempre in
alto. Con i classici test di screening di natura immunometrica (ELISA) valutiamo la quantità
di anticorpi, e poi c’è il test di conferma (Western Blot) di cui parleremo meglio il prossimo
anno. Altri test non sono importanti ai fini diagnostici se non la ricerca dell’ RNA e DNA
virale visto che è l’unico test che rivela l’infezione nel neonato nato da madre sieropositiva.
Se noi cerchiamo gli anticorpi alla nascita troviamo quelli della madre, non sappiamo se ci
sono anche quelli del figlio quindi la sieropositività non ci dice nulla, dobbiamo cercare il
virus.
La ricerca quantitativa dell’RNA del genoma è importante perchè con questo noi siamo in
grado di valutare la risposta alla terapia , se la terapia funziona significa che si ha una buona
risposta alla combinazione dei farmaci, se questi ultimi reagiscono sui versanti dei virus.
Andando dalle prime fasi alle ultime sono (ricordatevi la classe non il nome specifico slide
54) inibitori novisti, antagonisti del corecettore anti-CCR5, inibitore della cd41 cioè il
processo di fusione, inibitori della trascrittasi inversa,inibitori dell’integrasi, processo
fondamentale con il quale il virus prende rapporti con la cellula dell’ospite. Dobbiamo
impedire che il Dna provirale integri. Poi inibitori delle proteasi di HIV. Purtroppo le proteasi
virali rispetto a quelle cellulari non sono così diverse quindi ci sono farmaci che agiscono
sulla proteasi e tutti hanno degli effetti collatterali. Oggi si parla di HAART ossia terapia
antiretrovirale altamente attiva perchè la combinazione di farmaci tiene a bada la
carica/replica virale e si usano dei test per valutare l’ RNA virale plasmatico.
DISCUSSIONE FINALE slide 56-77
PROF: Abbiamo detto che per il virus epatite B ci sono 400-500 milioni di portatori secondo
voi nel mondo quanti sono i portatori di infezione da hiv?
ALUNNI: nell’ordine di una decina di milioni, 6 milioni, 60 milioni?
PROF: Dove li troviamo principalmente i soggetti? Di circa 30 milioni nel mondo, l’80% e più
sono nell’emisfero sud del mondo. Noi siamo privilegiati perchè abbiamo meno infezione,
ma anche più risorse economiche per curarci. Cosa è cambiato dal 2001 a oggi? I Soggetti
che vivono/ convivono con l’HIV dal 2001 sono aumentatai fino a 34 milioni.
Ma cosa vuol dire che una persona vive con l’HIV? Oggi garantiamo la sopravivvenza agli
affetti da HIV e AIDS. Mantenendoli in vita però aumentiamo il numero dei soggetti che
sono potenzialmente infettanti. Nuove infezioni: incidenza annuale 3 milioni circa nel 2001,
26 milioni nel 2007. Non è un paradosso che ci si infetta di meno, ma si vive di più e
aumentano il numero dei viventi. Le morti sono leggermente ridotte per la presenza di
farmaci quindi possiamo parlare di una stabilizzazione o riduzione delle morti. Abbiamo
assistito ad un numero di nuove infezioni da HIV che si stanno riducendo però la quota
totale sta aumentando. In italis l’indice di incidenza è del 5.5% mila. Qualcuno dice che
l’istituto superiore di sanità raccolga dati solo se l’incidenza è elevata. Il numero di stranieri
con HIV è aumentato a causa di influssi migratori. Questo è importante per evitare di creare
barriere per gli immigrati che arrivano per esigenze diverse e non per portarci l’HIV.
Inizialmente l’ AIDS sembrava appartenere solo a tossicodipendenti, omosessuali poi si è
scoperto che tutti siamo predisposti purchè in grado di avere una normale attività sessuale.
Oggi ,meno da noi, la quota sostenuta anche dai rapporti omosessuali è prevalente rispetto
alla modalità di trasmissione fino a qualche anno fa. Il fattore età non è determinante per
l’infezione, ma il problema è che le diagnosi si fanno sempre più tardivamente infatti si è
passati dai 25 a quasi 40 anni significa che si è passato tanto tempo nella inconsapevolezza
o volontà di silenzio rispetto alla propria situazione di soggetto infettante. E’ un problema
perchè per ciò che riguarda le abitudini sessuali il rischio è che aumentino per il non
corretto utilizzo dei mezzi per evitarlo.
AIDS, uno che arriva con una infezione polmonare da protozoi, funghi, retinite. Nel 40% dei
casi non sa di essre hiv positivo. Questi sono i soggetti bomba biologica che trasmettono
l’infezione con l’epatite A. Il numero dei decessi è aumentato e anche il serbatoio visto che
oggi ci sono circa 157 mila soggetti con HIV o AIDS.
Quali sono i costi per una terapia antiretrovirale-virale? Decine di migliaia di euro l’anno.
Sono terapie che bisogna fare tutti i giorni ecco perchè bisogna convincere il paziente che
devono assumere il farmaco tutti i giorni pena l’insuccesso terapeutico. In Africa sub
sariana per esempio la trasmissione è per via sessuale o per via materno fetale. Le donne si
infettano da giovanissime perchè sono prostitute o schiave e quando partoriscono
trasmettono l’infezione che hanno contratto. Da poco si usa una profillassi retrovirale
anche in gravidanza che consiste in un farmaco che riduce il rischio di trasmissione
dell’infezione materno-fetale. Se non si fa nulla le morti incrementano, se si fa solo terapia
non si ha un grosso guadagno, se facciamo prevenzione o terapia e basta non otteniamo
risultati buoni però se assocciamo la terapia e la prevenzione assieme otteniamo il miglior
successo.
