H5N1 influenza: A protean pandemic threat Y. Guan, L. L. M. Poon, C. Y. Cheung, T. M. Ellis, W. Lim, A. S. Lipatov, K. H. Chan, K. M. Sturm-Ramirez, C. L. Cheung, Y. H. C. Leung, K. Y. Yuen, R. G. Webster, and J. S. M. Peiris PNAS 2004, vol.101 (21): 8156-8161

I virus dell’influenza Famiglia degli ORTHOMYXOVIRUS Comprende virus dell’influenza A, B e C Virus a RNA a polarità negativa Genoma segmentato

Struttura del virus dell’influenza A PB2 (polimerasi) lega 5’cap degli mRNA cellulari PB1 (polimerasi) elongazione degli mRNA virali sintesi vRNA PA polimerasi topoisomerasi (?) HA (emoagglutinina) internalizzazione del virione NP (nucleoproteina) lega e incapsida vRNA NA (neuraminidasi) taglia l’acido sialico M1 e M2 (matrice) M1: ruolo nell’assemblaggio M2: canale per protoni NS1 e NS2 (pr. non strutturali) ruolo nella replicazione non incorporate nella particalla finale

Nomenclatura del virus I vari stipiti di virus influenzali umani vengono indicati con una sigla che porta: Il tipo di virus (influenza A, B o C) Luogo dell’isolamento Numero progressivo dell’isolamento Anno dell’isolamento Caratteri antigeni dell’emoagglutinina e della neuraminidasi Es.: A/Hong Kong/1/68 (H3N2)

Deriva antigenica

Cambiamento antigenico

Il virus H5N1 Malattia umana associata a virus aviario del 1997: Fenotipo severo Overproduzione di citochine proinfiammatorie Evasione degli effetti antivirali delle citochine Dalla fine del 2002 Ricomparsa del virus (patogeno sia per uomo che uccelli) Fenotipo del virus simile a quello del 1997

Metodi… Sorveglianza, isolamento e caratterizzazione del virus Uso di anticorpi e sequenziamento del genoma Studio della patogenicità in topi Studio della produzione di citochine in colture primarie di macrofagi umani Estrazione di mRNA e RT-PCR per TNF-α e IP-10 Analisi dei livelli di TNF-α e IP-10 in surnatante delle cellule

Epidemiologia dell’influenza aviaria nell’uomo

World Health Organization 4 May 2005 Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian Influenza A/(H5N1) since 28 January 2004 Country/ Territory Total cases Deaths Cambodia 4 Thailand 17 12 Viet Nam 68 36 Total 89 52 Notes Total number of cases includes number of deaths. WHO reports only laboratory-confirmed cases.

Evoluzione del virus H5N1 2001: 5 genotipi (A-E) 2002: genotipi X, Y e Z delezione di 20 aa in NA (come gen.A) Genotipo Z+ : proteine come genotipo Z NA senza delezione dei 20 aa Nei casi umani del 2003 trovato il genotipo Z+

Induzione di citochine Genotipo Z: intensa produzione di TNF-α e IP-10 Genotipo X e B: bassa/intermedia stimolazione Modelli animali Topi infettati con virus da pollo, oca e uomo Replicazione ad alti titoli in plomoni Ritrovati anche nel cervello Tutti e tre letali per il topo Virus umano più patogeno di quello dell’oca nei confronti del topo (solo una sostituzione in HA in quello dell’uomo)

Dall’animale all’uomo: possibili vie di trasmissione

In conclusione… I virus H5N1: Alto rischio di pandemia.. Attivo riassortimento genico Attraversamento delle barriere interspecie/ospite Passaggio da animali selvatici a domestici e uomo Alto rischio di pandemia.. Adozione di appropriate misure igienico-contenitive Sorveglianza globale Studio dei fattori che permettono la trasmissione tra specie Sviluppo di vaccini anti-H5 (sia per uomo che animale)

Costruzione di un vaccino contro H5N1 Vaccino costruito in modo tradizionale Infezione di uova con il virus target e uno non patogeno che cresca altrettanto bene Nell’uovo mescolamento dei genomi dei due virus Selezione di virus con HA e NA appropriate …ma H5N1 uccide le uova!!! Per il vaccino contro H5N1 Modifica di HA per ridurre la patogenicità Clonaggio in DNA batterico di: HA modificato NA altri 6 geni da virus “innocuo” Riassemblaggio e infezione di uova