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 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 medico-chirurgici -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 produzione solo di prodotti precoci La cellula può essere infettata da virus difettivi

NATURA DELL’INFEZIONE CITOCIDA malattie ACUTE RECIDIVANTI CRONICHE NEOPLASTICHE LATENTE PERSISTENTE TRASFORMANTE

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 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 Attivando o fornendo geni che stimolano la crescita Rimuovendo i meccanismi di inibizione che limitano la sintesi del DNA e la crescita cellulare 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