Family Corona Toga/Flavi Picorna Calici RetroGenome <-------------------------------------------ss (+) RNA---------------------------------------------> Diploid (+) RNA

Capsid symmetry Helical <--------------------------------------Icosahedral------------------------------------------------->

Envelope <----------------------Yes--------------------> <---------------------No----------------------> Yese.g. Human corona

virusRubella virusHepatitis C virus

PolioHepatitis A virus

Norwalk agentHepatitis E virus

HIV-1

Plus Sense RNA Viruses

PICORNAVIRIDAE

I Picornavirus sono tra i virus con più membri (> 200 sierotipi)

Sono tra i virus più “antichi” (bassorilievo egizio ca. 1400 B.C.)

FMDV è stato uno dei primissimi virus identificati - Loeffler andFrosch 1898.

La poliomielite è stata la prima malattia ad eziologia virale riconosciuta Landsteinerand Popper, 1909 (anche se il virus è stato isolato solo nel 1930)

Nome: 'Pico (Greco = piccolissimo) RNA Virus'.

www.fisiokinesiterapia.biz

Dimensione: 20 – 30 nm

Simmetria: icosaedro molto compatto con 60 capsomeri ciascuno formato da 4 proteine (VP1,2,3,4) tutti derivanti dal taglio di un unico precursore

SENZA PERICAPSIDE

PICORNAVIRIDAE

FAMIGLIA DEI PICORNAVIRIDAE

DEI 9 GENERI, 4 INTERESSANO L’ UOMO:

• ENTEROVIRUS: infezioni SNC, cuore, scheletro, cute,

mucose

• RHINOVIRUS: raffreddore comune

• HEPATOVIRUS: epatite A

• APHTOVIRUS: afta epizootica ( rara nell’uomo )

•

GENOMA: RNA ( + ) MONOCATENARIO 7,7 Kb (circa 10 proteine)

Ad entrambi gli estremi vi è legata in forma covalente una proteina virale VPg di 23aa

Il genoma è infettante

RNA VIRIONE: 1 SOLA ORF 1 LUNGA POLIPROTEINA

Genoma

4 PROTEINE STRUTTURALI: VP1, VP2, VP3, VP4, VPg

•Tra le non strutturali RNA pol RNA dip

REPLICAZIONE CITOPLASMATICA (anche in cellule enucleate)

In 6-8 ore un ciclo replicativo è compiuto

USCITA PER LISI

Virus Sierotipi Recettore

Rinovirus umano 91 ICAM1Rinovirus umano 10 LDLR (low density lipoprotein receptor)Poliovirus 3 CD155 (IgG like)CoxackieA 3 ICAM1Echo 2 VLA-2 (integrine-like)Echo 6 DAF (decay accellerating factor)EMCV 1 VCAM (Adhesion molecule)

Recettori

Teoria del canyon

Canyon: solco in cui è situato il sito di legame con il recettore cellulare

Interazione con il recettore e internalizzazione

TraduzioneShutoff

The kinetics of Picornavirus replication are rapid, the cycle being completed infrom 5-10 (typically 8) hours. Genomic RNA is translated directly by polysomes,but ~30 min after infection, cellular protein synthesis declines sharply, almost tozero, this is called 'SHUTOFF' - the primary cause of c.p.e:

Shutoff of host cell translation is due to cleavage of the cellular protein eIF-4G,a component of the 220kD 'cap-binding complex' (CBC or CBP). This cleavage is carried out by enterovirus & rhinovirus 2A proteinases and the aphthovirus L proteinase. Cleavage of eIF-4G prevents the complex binding the cap structure and the 43S complex.

The long picornavirus 5' UTR contains an IRES: Internal Ribosome Entry Site

However:

The IRES forms an elaborate secondary structure which can bind ribosomes anddeliver them directly to the polyprotein initiation AUG without scanning upstreamsequences - in a cap independent mode.

The polyprotein produced is initially cleaved by the P2A protease into P1 & P2P3peptides. Further cleavage events are carried out by 3C - the main picornavirusprotease. All of these cleavages are highly specific (drug target!):

Replicazione del genoma

RNA polimerasi RNA dipendente

230 virusTotale3??

105Rhinovirus2 (1 umani, 1 scimmia)Epatovirus

111Enterovirus7Aphtovírus

SierotipiGeneri

PICORNAVIRIDAE

ENTEROVIRUSDIFFUSIONE ORO/ FECALE; SONO ACIDO-RESISTENTI

GRUPPO NUM. SIEROTIPI

POLIOVIRUS 3

COXSACKIEVIRUS A 23B 6

ECHOVIRUS 31

“NEW” ENTEROVIRUS 5*

* Denotati con i numeri 68 - 72 (72 HAV Epato)

Nonostante la loro capacità di replicarsi nell’intestino (da cui gli deriva il nome), la patologia gastro-enterica è poco frequente in questi virus

ENTEROVIRUS

Trasmissione oro/fecale

Replicazione nell’oro/faringe

e nel canale alimentare

Replicazione nelle tonsille e nelle

Placche del Peyer

Viremia transitoria

ORGANI BERSAGLIO

SNC midollo meningi miocardio cute

7/14 giorni

----Ac----

INIZIO: ORO FARINGE / TRATTO ALIMENTARE

TONSILLE / PLACCHE PEYER ATTIVA LA RISPOSTA IMMUNE CHE E’ MOLTO ABBONDANTE REPLICAZIONE N EL TESSUTO LINFOIDE DIFFUSIONE LINFO EMATICA

ORGANI BERSAG LIO CUTE SNC MIOCARDIO MIDOLL O MENINGI ENCEFALO POLIOVIRUS + NEUROTR OPO

ENTEROVIRUS: Sintomatologia delle infezioni

Sintomi precoci comuni

Febbre

Malessere

Cefalea

Nausea

Fotofobia

Dolori addominali

Segue (dopo 2 giorni circa)

Rigidità del collo

Vomito (a volte)

ENTEROVIRUS: tropismo

Nel canale alimentare: Cellule Epiteliali

Cellule linfoidi

SNC: Neuroni

PATOGENESIDistruzione dei tessuti per grave citolisi virus-indotta

•INFEZIONE DELLE MUCOSE DELLE VIE AEREE SUPERIORI, DELLA CONGIUNTIVA E DEL CANALE ALIMENTARE: INVASIONE DIRETTA

•INFEZIONI GENERALIZZATE (SNC, CUORE) COMPORTANO LA FASE VIREMICA

•LA DISTRUZIONE DEL TESSUTO: SOPRATTUTTO CITOLISI

ENTEROVIRUS: Eliminazione del virus

Orofaringe : da 1-2 giorni prima dei sintomi

fino a 1-2 settimane dopo la loro scomparsa

Feci: da molte settimane ad alcuni mesi dopo la scomparsa

della sintomatologia

ENTEROVIRUS: Diagnosi di infezione

La diagnosi è solo di laboratorio

• Isolamento del virus : tampone faringeo, saliva, feci, CSF

inoculo in cellule VERO

grave effetto citopatico in 1 giorno

IIF con mAB

• PCR (RT) in CSF: quando c’è sospetto di meningite

• Sierologia: Microneutralizzazione solo nei confronti del sierotipoipotizzato o identificato

CRESCITA

POLIOVIRUS : CRESCE BENE IN CELLULE UMANE E DI SCIMMIA

COXSACKIE A : CRESCONO SOLO NEL CERVELLO DI TOPINI ( MORTE )

COXSACKIE B : CRESCONO IN CELLULE IN VITRO

ECHOVIRUS : CRESCONO IN CELLULE IN VITRO. NON SONO PATOGENI PER IL TOPINO

• PRIMO VIRUS DELLA famiglia Picornaviridae ad essere isolato nel 1948 (Premio NOBEL a Enders, Weller e Robins)

• Esistono 3 sierotipi: 1,2,3

• RECETTORE: PROTEINA DELLA SUPERFAMIGLIA

DELLE IMMUNOGLOBULINE (CD155)

• REPLICAZIONE VELOCE ( 6 ORE ca. )

• USCITA PER LISI CELLULARE

POLIOVIRUS

Rilievo inciso su una tomba egiziana della XIX dinastia ( circa 1400B.C.).

La deformità della flessione del piede è caratteristica della paralisi residua causata dalla poliomelite

PO LIO M ELITE POLIOS : GRIG IO M UCLOS : M IDOLLO • TRASM ISSIO N E PER VIA RESPIR ATO RIA M A PIU ’ EFFICACE PER O RO / FECALE • IN CU BAZIO N E 7 – 14 G G ( RAN GE 2 – 35 ) • M ALATTIA BIFA SICA INFEZIONE M ALATTIA SUBCLINICA FASE M ENINGITICA GU ARIGIONE M ALATTIA MINORE ? GU ARIGIONE STAD IO M ENINGITICO SEQUELE M ALATTIA PARALITICHE PARALITICA M AGGIORE M ALATTIA M AGGIORE M ORTE - DO PO LA DIFFU SIO N E LIN FO – EM ATICA, DIFFO N DE SN C - VIRU S CRESCE / SI REPLICA NEI N EU RO N I: DEG EN ERAZIO N E E LISI DEG ENERAZIO N E DEGLI ASSO N I CAU SA DELLE PARALISI - LE CELLU LE PIU ’ COLPITE: CELL.DELLE CO RN A AN TERIO RI DEL M IDO LLO SPIN ALE - O LTRE ALLA LISI N EU RO N ALE C ’è: FO RTE REAZIO N E IN FIAM M ATO RIA

PRO LIFERAZIO N E M ICRO G LIA, EDEM A

PoliovirusPrimary site of infection is lymphoidtissue associated with the oropharynxand gut.

Virus production at this site leads to a transient viraemia, following which the virus may infect the CNS. This is of interest because of this apparent 'dualtropism' of the virus for two distinct celltypes - reflects the distribution of the poliovirus receptor CD155 on cellslymphoid/ epithelial cells in the gut and on neurons in the CNS.

Replication of the virus in the CNS occurs in the 'grey matter', particularlymotor neurones in the anterior horns of the spinal cord and brain stem. Distinctive 'plaques' produced in the greymatter are due to lytic replication of the virus & probably inflammation caused byan over-enthusiastic immune response.

POLIOMIELITE ACUTA

Replicazione iniziale del virus nell’orofaringe e nel canale alimentare

Viremia

SNCReplicazione nei neuroni motori delle corna anteriori

Lisi neuronale e forte reazione infiammatoria con proliferazione della microglìa ed edema

Manifestazioni tipiche della polio paralitica(2-4 giorni)+ febbre e dolori muscolari

(fatale in 2-10% dei casi)

EPIDEMIOLOGIA 1) EPOCA PRE - VACCINALE - EPOCA PRE – VACCINALE: SITUAZIONE EPIDEMICA - PAESI CLIMA TEMPERATO: EPIDEMIE ESTIVE - REGIONI TOPICALI: EPIDEMIA DURANTE TUTTO L’ANNO 2) EPOCA POST – VACCINALE LA POLIO PARALITICA E’ ANCORA PRESENTE

INCIDENZA MOLTO RIDOTTA : USA: 0,03 / 106 AFRICA: 200 / 106

VACCINAZIONE a) VACCINO INATTIVATO ( SALK ): SN cellule VERO infettate coi 3 sierotipi +

richiede 3 dosi + formalina

b) VIVO ATTENUATO ( SABIN ): ripetuti passaggi in cellule VERO 3 dosi , orali

inattivato attenuato

IgG sieriche + + IgA secretorie _ + durata protezione media lunga costo alto basso vie di somministrazione iniezione orale trasmissione involontaria _ + mutazione a virulenza _ ? si ma rara

IPV OPV

COXACKIEVIRUS

•Il nome deriva dal villaggio di Coxackie, nello stato di New York (USA) dove essi furono isolati per la prima volta

•Due gruppi, basati sulla patologia nel topo:Gruppo A: causa miosite acuta (infiammazione muscolare): 24

sierotipiGruppo B: causa placche degenerative nel cervello, muscolo,

pancreas (modello di induzione del diabete nel topo)

IPOTESI

- Cox B RESPONSABILE DEL DIABETE MELLITO INSULINO-DIPENDENTE (IDDM)DISTRUZIONE AUTO-IMMUNE DELLE CELLULE BETA

- OMOLOGIA TRA PROT. DI Cox B ( Cox P 2 C) E L'ENZIMA ac glutammico decarbossilasi (NELLE CELL. BETA): stimolazione autoreattiva di cellule T che provoca l’inizio IDDM

Le madri di neonati che sviluppano molto precocemente IDDM hanno alti titoli di anticorpi anti COX B.

•Nell’UOMO questi virus mostrano un andamento stagionale con infezioni a carattere epidemico, per lo piu’subcliniche, associate con meningiti, paralisi (di solito meno severe della poliomielite acuta), miocarditi etc…

ERPANGINA ( FARINGITE VESCICOLARE Cox A: grave faringite con vescicole grigie, febbre)

* MENINGITE ASETTICA ( Cox Q, A2, A4, A7, Ago, A10 : spesso con esantema)

* MIALGIA EPIDEMICA ( Cox B : febbre, cefalea, dolori muscolari)

* MIOCARDITI E PERICARDITI (Cox B ) : prime settimane di vita: letali

* ESANTEMI ( Cox A4, A6, A9, A16 ): maculari, maculo / papulari; malattia mano, piede, bocca, nel bambino, causata da CAV16

•RAFFREDDORE COMUNE ( Cox A21)

IDENTIFICAZIONE DIAGNOSI ETIOLOGICA ISOLAMENTO DEL VIRUS OROFARINGE

E FECI

PER Cox A PER Cox B anche topino neonato colt. cell.

Dopo l’isolamento: identificazione:

1) pools di sieri immuni2) singoli sieri del pool + sierologia:

solo nei confronti del seriotipo isolato

ECHOVIRUSEnteric Cytopathic Human Orphan Viruses

Sembravano non essere associati a malattia nell’uomo

* MENINGITI ASETTICHE ( 4, 6, 9 possono residuare paresi)

* ESANTEMI MACULARI o MACULO PAPULARI (4, 9, 16 con febbre e dolori muscolari)

* FARINGITI ( 11, 20)

ALTRI ENTEROVIRUS

* 68, 69, 70 :ESANTEMI VESCICOLARI (68: polmoniti/bronchioliti)

•70, 71: MENINGITI E MENINGO - ENCEFALITI

•70 : (GIAPPONE 1971) CONGIUNTIVITE EMORRAGICA Impianto diretto nella congiuntiva diverso rispetto alle modalità di infezione di tutti gli altri enterovirus ( oro - fecale )

* 71 : MALATTIE SIMIL -INFLUENZALI

* 71: PRIMA INFANZIA PARALISI FLACCIDA SIMIL POLIO

* 72: virus dell’Epatite A

Infezioni da Enterovirus nei bambini

Eliminati dalle alte vie respiratorie per 1-3 settimane e dalle feci per 8 settimane dopo l' infezione primaria

Trasmessi per via oro-fecaleeccezione: Cox A21 trasmesso per via respiratoria

Entero7 : contatti diretti con lacrime e secrezioni

Via oro-fecale diretta (scarse condizioni igienico-sanitarie)o

indiretta (acqua o cibi contaminati)

•Malattie febbrili acute (60%)•Meningite virale (>90% sono da CoxB ed Echo)•Encefaliti (10-29%, soprattutto Cox.A)•Mieliti (Entero71)•Miopericarditi (Cox B)•Congiuntiviti emorragiche (Entero 70, Cox A24)•Infezioni neonatali (Cox B)•Mano/piede/bocca: Cox A•Diabete mellito? (Cox B)

RHINOVIRUS virus del RAFFREDDORE IDENTIFICATI PIU’ DI 100 DIVERSI SIEROTIPI LABILI Ph ACIDO• Termostabili , Stabili al freddo per anni , resistenti all' etere e cloroformio •sensibili alla tintura di iodio e fenolo/alcool NON CRESCONO A TEMPERATURE > 33° C ( INFETTANO SOLO LE PRIME VIE AEREE ) Antigeni: 14 epitopi coinvolti nella neutralizzazione Sono specie specifici, crescono in vitro solo in cellule umane e di primati. CRESCONO IN VITRO IN COLTURE DIPLOIDI UMANE A 33° C CPE focale Ciclo replicativo: 7 ore circa 100 virus da 1 cellula infetta • DIAGNOSI CLINICA. NO VACCINO.

Patogenesi:l'unico tratto dell' albero respiratorio sensibile NasofaringeI sintomi sono dovuti al danno dell’epitelio ciliato dell’ URT con scarsa conseguenza di per sé, ma facilitando sovrainfezionibatteriche

Incubazione: 1-4 giorniil virus si replica alla superficie epiteliale della mucosa nasale e poi (non sempre) della trachea.A seconda della dose infettante l'andamento differisce.

no viremia

biopsia della mucosa nasale: edema del tessuto connettivo subepiteliale con infiltrazione di cellule infiammatorie .

Se i Rhinovirus possono dare infezioni alle basse vie respiratorie èancora incerto.

L' immunità neutr. dopo 7-14 gg e persiste per soli 2-4 anni.Scarsa cross-protezione tra i diversi sierotipi

Temporal quantitative virus shedding in nasopharyngeal wash specimens. Results are means for serum antibody negative volunteors ínoculated by the intranasal route with rhinovirus type 15. Volunteers in theearly-high group beganto shed virus on day i or 2; voLunteers in the late-low group began to shed virus on day

Effetti citopatici da HRV

Relativamente scarsi effetti citopatici, sebbene differiscano da ceppo a ceppo

INIBITORI DEGLI ENTEROVIRUS E RHINOVIRUS

Recentemente è stato un farmaco antivirale: PLECONARILBlocca l’uncoating, l’attachment e la trasmissione del virus infettante, con un’ampio spettro anti EV e anti RV.

Elevata biodisponibilità quando somministrato oralmente

Inibisce il legame con ICAM-1 Inibisce attività della proteasiInibisce la formazione dei capsidi integrandosi nelle tasche idrofobichee interrompendo la maturazione del capside

Aftovirus•Responsabili della malattia Piede/Bocca (AFTA EPIZOOTICA)•una delle maggiori pestilenze economiche endemica in Asia, Africa, Medio

Oriente, Sud America e focolai sporadici ovunque.•Febbraio 2001 : UK•Infetta bovini, ovini, equini, suini, camelidi ... etc....

Virus molto infettivo, viene eliminato dalla saliva, feci, urina, latte, siero degli animali infetti (presente anche nella carne)Tenuta sotto controllo dalla vaccinazione che non è 100% efficiente (blocca bene i sintomi, ma non I' eliminazione del virus)

Nell'UOMO:

•Occasionalmente trasmessa all' uomo (ZOONOSI), ma passa la barriera di specie con gran difficoltà e poca efficienza.•Contatti diretti e prolungati con il bestiame infetto: nessun pericolo per la catena alimentare umana•Incubazione 2-6 giorni •Sintomi modesti (febbre, vescicole sui piedi e in bocca, anche lingua) •Dura meno di una settimana

DA NON CONFONDERE CONLA MALATTIA MANO/PIEDE /BOCCAcausata daCoxsackie A virus.