TOGAVIRIDAE ADENOVIRIDAE

Átírás

1 TOGAVIRIDAE ADENOVIRIDAE Dr. Megyeri Klára Szegedi Tudományegyetem, Általános Orvostudományi Kar, Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet 2008/2009

2 Togaviridae Rubivírus: Rubeolavírus Alphavírus: Keleti lóencephalitis-vírus Nyugati lóencephalitis-vírus Venezuelai lóencephalitis vírus Sindbis-vírus Semliki Forest-vírus Chikungunya-vírus O Nyongnyong-vírus Ross-river-vírus

3 Rubeolavírus Genomja pozitív egyszálú RNS. A kapszid ikozahedrális szimmetriájú. A virion burokkal rendelkezik. Egy szerotípusa van. Tenyésztés: primer majomvese, majom (Vero), nyúl (RK-13) vagy hörcsög (BHK-21) sejtvonalakon szaporítható. CP hatás: primer sejtkultúrákban nincs, sejtvonalakon kis mértékő: lekerekedett, mazsolaszerően összetöpörödı a monolayer sejtréteghez tapadó sejtekbıl áll. Vírus kimutatás: IF, interferencia (echovírus 11 vagy coxsackievírus A)

4 A rubeolavírus genomja és replikációs stratégiája

5 A rubeola vírus fertızés pathogenesise Légutak regionalis nyirokcsomók elsıdleges virémia vírusszaporodás a RES-ben szekunder virémia szóródás a szervezetben POSTNATALIS RUBEOLA Terhes nıkben a magzat fertızıdés RUBEOLA VÍRUS=teratogén (magzatkárosító hatású) CONGENITALIS RUBEOLA (CRS)

6 A postnatalis rubeola lefolyása és klinikai tünetei Tünetek makulopapuláris kiütések lymphadenopathia láz arthropathia

7 A postnatalis rubeola lefolyása és klinikai tünetei

8

9 A CRS kockázata terhesség alatt 0-12 hét 100%-o kockázata van annak, hogy az újszülött valamilyen kongenitális fejlıdési rendellenességgel születik hét süketség és retinopathia 15% 16 hét után normális fejlıdés, süketség és retinopathia kockázata kicsi

10 Szervi érintettség Szem fejlıdési rendellenesség Szív fejlıdési rendellenesség Hallás károsodás Központi idegrendszer Egyéb szervek Congenitális rubeola syndroma tünetei Betegség Cataracta Microphthalmia Glaucoma Retinitis Ductus arteriosus Botalli persistens Pitvari septum defectus Kamrai septum defectus Arteria pulmonalis stenosisa Sensorineuralis süketség Mentalis retardatio Meningoencephalitis Progresszív rubeola panencephalitis Microcephalia Alacsony születési súly Csont laesiok Hepatosplenomegalia Hematológiai eltérések: thrombocytopenia +/ purpura Pneumonitis Endocrine dysfunctio: inzulindependens diabetes mellitus, thyreoiditis

11 A CRS vezetı tünetei: microcephalia, szívfejlıdési rendellenességek, cataracta, süketség

12 A CRS-ben szenvedı magzatoknál kromoszóma rendellenességek fordulhatnak elı

13 A rubeolavírus in vitro sejtkárosító hatásában szerepet játszó folyamatok RV nsp90 Rb RV nsp90 CK az Rb funkció károsodása a CK funkció károsodása szabad E2F szint tetraploidia TRAF-2 szint ARF gén kifejezıdése kóros genom NF-κB aktiváció A p53 MDM-2 által mediált lebomlása Rb: Retinoblastoma protein CK: citron kináz a TNF-α pro-apoptotikus hatása ZAVAR A SEJTOSZTÓDÁS FOLYAMATÁBAN ÉS APOPTÓZIS p53 p53 szint

14 A mumps, a morbilli és a rubeola aktív immunizálással megelızhetı: MMR (élı attenuált vírusokat tartalmazó vakcina, melyet 15 hónapos korban alkalmaznak)

15 A súlyos CRS elıfordulásának csökkenése a vakcináció bevezetését követıen

16 Az élı, attenuált rubeolavírus vakcina (RA27/3) kifejlesztıje, Prof. Dr. Stanley Plotkin

17 Alphavírus genus

18 Az Alphavírusok az ún. arbovírusokhoz (arthropod-borne virus) tartoznak, melyek vérszívó ízeltlábú vektorok közvetítésével terjednek a gerincesek között. Természetes gazda Vektor Gazda

19 Az Alphavírusok a vérszívó ízeltlábúak csípésével közvetlenül a véráramba kerülnek és virémiát alakítanak ki. Számos szövettani típusú sejtet megfertıznek, így szaporodnak az endothelsejtekben, macrophagokban, hepatocytákban, a lépben és a nyirokcsomókban. Ezt követıen secunder virémiát hoznak létre és számos szervbe eljutva systemás fertızést hoznak létre.

20 Vektor Gazda Elıfordulás Betegség Alphavirus Keleti lóencephaliti s Aedes, Culiseta Madarak Észak, Dél és Közép Amerika Systemás betegség; encephalitis Nyugati lóencephaliti s Aedes, Culiseta Madarak Észak, Dél és Közép Amerika Systemás betegség; encephalitis Venezuelai lóencephaliti s Aedes, Culex Rágcsálók, lovak Észak, Dél és Közép Amerika Systemás betegség; encephalitis Sindbis Aedes és más szúnyogok Madarak Afrika, Ausztrália, India Láz, arthralgia/arthritis, kiütés Semliki Forest Aedes és más szúnyogok Madarak Afrika Láz, arthralgia/arthritis, kiütés Ross River Aedes, Culex Emberek, lovak, kenguruk, rókák, egerek, oposszumok Ausztrália Láz, arthralgia/arthritis, kiütés Chikungunya Aedes Emberek, majmok Afrika, Ázsia Láz, arthralgia/arthritis, kiütés O nyongnyon g Aedes Emberek, majmok Afrika, Ázsia Láz, arthralgia/arthritis,

21 A chikungunya láz jellegzetes klinikai manifesztációi

22 A Chikungunya vírus szétterjedése Afrikából

23

24 2007. július-augusztusában Olaszországban, a Pó folyó völgyében fekvı Emilia-Romagna régióban, Ravenna tartományban szúnyogok által terjesztett chikungunya-láz járvány alakult ki. Szeptember 6-ig 211 megbetegedést regisztráltak, 11 beteg állapota igényelt kórházi ellátást, egy krónikus betegségben szenvedı 83 éves beteg meghalt. A feltételezések szerint a vírust a dél-indiai Kerala tartományból június végén hurcolta be egy fertızött személy, aki Olaszországban betegedett meg. Ez az elsı alkalom, hogy Európában a vírus szúnyogcsípés által terjedt. A chikungunya-láz Európában alig ismert, az Indiai-óceán szigetvilágában, Indiában, Afrikában, Délkelet-Ázsiában fordul elı nagyobb számban. Európába az idegenforgalom, a használt autó-gumik és vízben szállított növények kereskedelme révén került. A vírus szúnyogok közvetítésével terjed. Az emberrıl emberre terjedés vektoraként három szúnyog ismeretes: az Aedes albopictus, az Aedes aegypti és az Aedes polynesiensis. Irodalmi adatok szerint az Aedes albopictus ma már Európa 12 országában van jelen (Spanyolország, Franciaország, Belgium, Hollandia, Svájc, Olaszország, Szlovénia, Horvátország, Bosznia-Hercegovina, Montenegró, Albánia, Görögország,). Az említett szúnyogfajok Magyarországon nem voltak honosak napjainkig, de az Ae.albopictus fajjal kapcsolatban eddig tapasztalt tendenciák alapján várható, hogy Európa más országaihoz hasonlóan hazánkban is megjelenik ez a csípıszúnyog faj, melynek röpülı alakja 4-8 hétig él, és röpülési rádiusza is számottevı ( m). A tojások ugyan ellenállóak, a szárazságot jól tőrik, de a téli hideget a szabadban valószínőleg nem élik túl, ezért kicsi a valószínősége egy önfenntartó populáció hazai meghonosodásának, alkalmi megjelenésére azonban itthon is számítani kell.

25 Vektor kontroll a Chikungunya vírus terjedésének megelızésére/megakadályozására

26 ADENOVIRIDAE A humán patogén adenovírusok a Mastadenovírus genusba tartoznak; 51 szerotípusuk ismert.

27 Az adenovírus szerkezete Genom: duplaszálú lineáris DNS Átmérı: nm Kapszid szimmetria: ikozahedrális Kapszomerszám: 252 (240 hexon+12 penton) Kapszid összetevık: Penton: csúcsi kapszomer a nyúlványokkal együtt Pentonbázis: csúcsi kapszomer Fiber: nyúlványok (pentonbázis nélkül) Hexon: a kapszid élein és lapjain elhelyezkedı összes többi kapszomer

28 Az adenovírus felépítésében szerepet játszó fehérjék és funkciójuk Név II III IIIa IV V VI VII VIII IX Helyzet Hexon monomer Pentonbázis Pentonbázishoz kapcsolódik Fiber Core : DNS-hez és pentonbázishoz Hexon kapcsolódik Core Hexon Hexon TP Genom- Terminalis I protein Protein nincsen Funkció Struktúrális Penetráció Penetráció Receptorhoz kötıdés, Hisztonszerő, hemagglutináció összeszerelıdés Stabilizáció, összeszerelıdés Hisztonszerő Stabilizáció, összeszerelıdés Stabilizáció, összeszerelıdés Replikáció

29 Adenovírus receptorok/adszorpció A fiber kötıdik a CAR: coxsackie/adenovírus receptorhoz sejt tropizmus Az integrinekhez tartozó vitronectin receptorokhoz (αvβ3, αvβ5, αvβ1, α3β1, α5β1) kötıdés Receptor-mediált endocytosis További koreceptorok: MHC I, szialoglikoproteinek, heparánszulfát glukózaminoglikánok (HS-GAG), CD46, CD80 és CD86 (B7-1 és B7-2), sziálsav, αmβ2 és αlβ2 integrinek, valamint VCAM-1

30 Az adenovírus gének transzkripciója FÁZIS Azonnali Korai Késıi ÁTÍRÓDÓ GÉNEK E1A E1B, E2A, E2B, E3, E4 Késıi fehérjék, fıképp strukturális komponensek

31 Az adenovírusok szaporodásának kinetikája és biológiai hatásai Folyamat: Adszorpció, penetráció, a vírus DNS bejutása a sejtmagba Gének: Korai transzkripció DNS replikáció Késıi transzkripció Vírus összeszerelıdése S fázis indukciója Apoptosis gátlása Celluláris mrns transzportjának gátlása Celluláris protein szintézis gátlása A cytoskeleton károsodása IFN hatás blokkolása MHC expresszió gátlása

32 Az E1A és az E1B hatása a fertızött sejtre A vírus által indukált sejttranszformáció az E1A és E1B együttes hatására jön létre Az adenovírusok újszülött kísérleti állatokban többféle daganatot okoznak, és in vitro sejtkultúrákat is képesek transzformálni. Az adenovírusok szerepét emberi tumorok kialakulásában azonban nem igazolták. Az adenovírusok kísérleti állatokban megfigyelhetı daganatkeltı hatása komplex, melyben fontos szerepet játszik az E1A, E1B és az E3. Az E1A és az E1B a sejtosztódás szabályozásában szerepet játszó molekuláris mechanizmusokat blokkolja, míg az E3 proteinek az immunrendszer által indított apoptosis indukción alapuló folyamatokat gátolják (CTL sejtek ölıhatása, TNF és Fas által indukált apoptosis).

33 Az E1A és az E1B hatásának molekuláris mechanizmusa A prb, a sejtosztódás szabályozásának egyik fontos tényezıje, mely a sejtciklus elırehaladását a G1/S fázisban gátolja Az E1A megköti és inaktiválja a retinoblastoma proteint (prb) A sejtciklus elırehaladásának zavara a p53 aktiválódásához vezet Az E1B 55kDa protein megköti és inaktiválja a p53-at Az E1A és az E1B a sejtosztódásban és az apoptosisban szerepet játszó egyéb proteinek hatását is blokkolja Az E1A és az E1B hatására a sejtosztódás zavara lép fel, ami malignus transzformációhoz vezethet

34 Adenovírus fertızés késıi stádiuma, melyben a sejtmagban vírus particulumok és adenovírus proteinekbıl felépülı ún. parakristályok láthatóak

35 Adenovírus fertızés késıi stádiuma, melyben a virionok kijutnak a cytoplasmába és károsodnak a fertızött sejt belsı membránjai

36 Patogenitás Az adenovírusok elsısorban a légutak, a conjunctiva és a vékonybél epithelsejtjeit fertızik meg, de ritkábban más szervekben is elıfordulhatnak. A regionális nyirokcsomókon rotkán halad túl a fertızés. Egyes adenovírusok évekig lappanghatnak a torok vagy a bélcsatorna nyirokszerveiben. Az adenovírus fertızéseket a behatolási kapuknak megfelelıen 4 fı csoportba soroljuk: 1. Légúti fertızések 2. Szemészeti fertızések 3. Gastrointestinalis fertızések 4. Egyéb fertızések

37 Betegség Felsı légúti fertızés Pharyngoconjunctivalis láz Alsó légúti fertızés Pneumonia Perussis-szerő syndroma Acut légúti fertızés Epidémiás keratoconjunctivitis Acut follicularis vagy haemorrhagiás conjunctivitis Gastroenteritis Intussusceptio Appendicitis Mesenterialis lymphadenitis Kawasaki-betegség Acut cystitis, haemorrhagiás cystitis KIR fertızés Jellemzık Adenovírus fertızések Nátha, pharyngitis, tonsillitis, láz Láz, pharyngitis, conjunctivitis, fejfájás, kiütés, lymphadenopathia Bronchitis, pneumonia, láz, köhögés Láz, légzési nehézség, köhögés, súlyos fiatal felnıttekben és gyermekekben Láz, paroxysmalis köhögés, hányás a köhögési rohamot követıen Tracheobronchitis, pneumonia, láz; katonáknál gyakori Fejfájás, conjunctivitis majd keratitis, a preauricularis nyirokcsomók duzzanata Follicularis vagy haemorrhagiás conjunctivitis, subconjunctivalis vérzés, preauricularis nyirokcsomók duzzanata Diarrhoeae, fıleg <4 éves gyermekekben, hıemelkedés Bélelzáródás fıleg gyermekkorban A féregnyúlvány heveny gyulladása, gyermekkorban Láz, hasi fájdalom, gyermekkorban Mucocutan nyirokcsomó syndroma: láz, generalizált lymphadenopathia, kiütések, pharyngitis, blepharoconjunctivitis Macroscopos haematuria, láz, dysuria Meningitis, encephalitis Gyakori szerotípusok 1, 2, 3, 5, 7 3, 4, 7, 14 3, 4, 7, , 7 8, 37, , 41, 31 1, 2, 5, 6 1, 2, 5, 6 1, 2, 5, , 7, 21, 4, 1 7

38 Adenovírus keratoconjunctivitis

39 Az adenovírusok, mint vektorok különbözı betegségek gyógyításában A virotherápia a molekuláris medicina új, ígéretes ágazata, mely genetikai illetve daganatos betegségek gyógyításában kerülhet alkalmazásra. Valamilyen gén hiányán alapuló betegség elméletileg gyógyítható olyan rekombináns adenovírus létrehozásával, melybe klónozással beleépítik a hiányzó gént. A hiányzó gént azután a rekombináns vírus vektor segítségével juttatják a szervezetbe, ahol az kifejezıdik és pótolja a hiányzó molekulát. A daganatos betegségek gyógyítására szánt oncolyticus virotherapiában számos lehetıség van a tumorsejtek szelektív elpusztítására különféle therapiás hatású gének beépítése révén: Tumor szuppresszor fehérjéket kódoló gének (p53 wt, prb) Apoptosis-indukáló fehérjéket kódoló gének [TRAIL=tumor necrosis factorrelated apoptosis-inducing ligand, SMAC=second mitochondria-derived activator of caspase, caspase-3, IL-24=interleukin-24] Az immunrendszerre ható fehérjéket kódoló gének [IL-2, 7, 12, 15, , 23, 24, IFN-α, -β, -γ =interferon, GM-CSF=granulocyte-monocyte colony stimulating factor, TNF- α=tumor necrosis factor- α, CD40L] Angiogenesist gátló fehérjéket kódoló gének [PEDF=pigment epitheliumderived factor, angiostatin, endostatin, vasostatin, CXCL10] Ún. suicide gének [TK] sirna, ribozyme

40 Az adenovírus vektorok 3 generációja