Rotavirus

Rotavirus
Micrografia electronică a rotavirusului: bara reprezintă 100 nm
Clasificare științifică
Domeniu	Riboviria
Regatul	Orthornavirae
Phylum	Duplornaviricota
Clasă	Resentoviricete
Ordin	Reovirale
Familie	Reoviridae
Tip	Rotavirus
Specii
Specie tip Rotavirus A Rotavirus B. Rotavirus C Rotavirus D Rotavirus E Rotavirus F. Rotavirus G Rotavirus H Rotavirus I. Rotavirus J

Rotavirusul este un gen de virusuri ARN aparținând familiei Reoviridae . Se știe că sunt principala cauză a gastroenteritei virale din copilărie la om.

Istorie

Virușii au fost descoperiți în 1943 , când Jacob Light și Horace Hodes au demonstrat că virusul găsit în fecalele copiilor care sufereau de atacuri de diaree acută era același responsabil pentru focarele aceleiași tulburări care au fost raportate ocazional la fermele de animale. Aspectul microscopic electronic colorat negativ, similar cu cel al unei roți, l-a făcut pe Thomas Henry Flewett să vină cu numele genului în 1974.

Structura

Rotavirusurile au o formă icosaedrică și posedă o capsidă dublă. Acestea constau din 6 proteine ​​structurale (VP) și 6 proteine ​​nestructurale (NSP). Capsida exterioară are un diametru de 75 nm și o grosime de 3,5 nm, este compusă din 260 trimeri ai glicoproteinei structurale VP7 stabilizate de ioni Ca ²⁺ interpuse între subunități și din 60 de spiculule formate fiecare dintr-un trimer VP4 care protejează timp de 12 nm dincolo de suprafață. Suprafața exterioară a capsidei interioare (capsidă intermediară), cu diametrul de 70,5 nm, este compusă din 260 trimeri de VP6 care sunt acoperiți de trimerii de VP7 în timp ce suprafața interioară (capsidă interioară) este formată din proteinele structurale VP1, VP2 și VP3. VP2 constituie suprafața internă a nucleocapsidei, cu un diametru de 51 nm, complexe enzimatice formate din VP1 și VP3 sunt legate de aceasta. Suprafața exterioară a virionului este traversată de 132 de canale care îl pun în comunicație cu stratul proteic interior al nucleocapsidei. Capsidul intern conține, de asemenea, genomul viral format din 11 segmente de ARNd. Virionii cu rotavirus prezintă o stabilitate corectă la temperatura camerei, sunt rezistenți la valori ale pH-ului cuprinse între 3,5 și 10, la îngheț și la tratament cu detergenți.

Replicare

Odată ce a intrat în contact cu mediul acid al stomacului, capsida externă a virionului este parțial digerată de tripsină care împarte VP4 generând porțiunea carboxi-terminală VP5 și porțiunea amino-terminală VP8, formând astfel particula subvirală infecțioasă (ISVP - Particulă subvirală infecțioasă ). VP8 se leagă de reziduurile de acid sialic de pe membrana plasmatică a enterocitelor în timp ce VP5 se leagă de secvențele DGE ale integrinei α2β1 pe enterocite favorizând endocitoza dependentă de dinamină a virionului într-un endosom. ^[1] Alternativ, proteina VP7, rezultată din interacțiunea VP5 cu hsc70, se poate lega de integrina αvβ3. ^[2] . În citoplasma VP4, VP5 și VP8 determină o diferență în concentrația de Ca ²⁺ care determină ruperea membranei endosomice și a trimerelor VP7 în subunități unice. ISVP pierde astfel capsidul exterior prin eliberarea nucleului nucleocapsidic format din VP2 și VP6 conținând segmente dsRNA, particula rezultată este cunoscută sub numele de DLP ( Double-Layered Particle ). În capsidă internă VP1 (ARN-polimerază dependentă de ARN) transcrie ARNm într-un stadiu incipient și tardiv, scăpând de răspunsuri imunitare înnăscute, cum ar fi ARNi . Catenă de ARN de polaritate negativă este utilizată ca șablon pentru a sintetiza mARN la al cărui cap (5 ') se adaugă un capac de metilguanozină din VP3 în timp ce coada este poliadenilată în 3'. În această fază, proteinele virale NSP1 care acționează ca un antagonist pentru interferon și NSP3 care inhibă traducerea proteinelor celulare în favoarea celor virale sunt traduse. Proteinele virale interne ale capsidelor VP1 și VP3 și ARN-ul polarității pozitive se asociază și migrează în viroplasmă, incluziuni citoplasmatice mari care servesc drept compartimente pentru replicarea genomului viral și asamblarea particulelor bilaterale (DLP). Viroplasmele constau în principal din agregate ale proteinelor NSP2, NSP5 și NSP6 și modul lor de formare este neclar. În interiorul viroplasmei, sunt sintetizate firele de ARN de polaritate negativă pornind de la matrițele de polaritate pozitivă, apoi NSP2, asistat de NSP5 și NSP6, promovează ambalarea ARN-ului viral și formarea capsidei interne a noilor virioni prin adăugarea mai întâi de VP2 apoi de VP6. Între timp, unele dintre proteinele codificate de genomul viral, precum NSP4 și VP7, sunt glicozilate și se introduc în membrana ER. DLP-urile migrează apoi către membrana ER unde se leagă de complexele NSP4-VP4. Legarea promovează invaginarea membranei organitei, acoperirea DLP de către complexele NSP4-VP care formează capsidă intermediară și achiziționarea unei pericapsidă temporară și proteinei VP7 (componenta structurală majoră a capsidei exterioare) care se află pe latura luminală a membranei ER. Particulele rezultate se numesc particule cu trei straturi (TLP). Ulterior VP7 determină pierderea pericapsidei și a înmuguririi din reticulul endoplasmatic . Noii virioni părăsesc celula prin exocitoză independentă de Golgi / ER sau prin liză celulară .

Clasificare

Rotavirusurile sunt clasificate în serotipuri în funcție de proteinele VP4 (serotipul P, 11 variante) și VP7 (serotipul G, 10 variante) ale capsidei externe. Grupurile au fost identificate pe baza antigenicității proteinei capsidei interne VP6 și variază de la A la G. Rotavirusurile patogene pentru oameni sunt cele aparținând serogrupelor A, B și C, primele fiind principala cauză a gastroenteritei virale infantile.

Epidemiologie

Rotavirusurile sunt prezente în întreaga lume, aproximativ 95% dintre copii sunt infectați până la vârsta de 5 ani, dar cei mai afectați sunt copiii cu vârsta sub 2 ani. Gastroenterita virală infantilă afectează în fiecare an aproximativ 20 de milioane de copii, dintre care aproximativ 200.000 mor din cauza deshidratării aproape exclusiv în țările în curs de dezvoltare și subdezvoltate. ^[3] Virusul se transmite pe cale fecal-orală, iar epidemiile sunt deosebit de frecvente în grădinițe și spitale datorită rezistenței sale la detergenți, uscare, o gamă largă de pH și temperatură. Transmisia respiratorie este, de asemenea, posibilă, deși mult mai puțin eficientă. Gastroenterita virală este mai frecventă în toamnă, iarnă și primăvară. Grupa A infectează cel mai frecvent copiii, în timp ce grupurile B și C. sunt mai puțin frecvente. Eliminarea maximă a virusului prin fecale are loc la 2-5 zile de la debutul diareei, dar poate apărea și în absența simptomelor. Un gram de fecale poate conține până la 10 miliarde de virioni.

Patogenie

Rotavirusul, după ce a intrat în stomac, este activat de tripsină care efectuează proteoliza VP4 în VP5 și VP8, pregătind virionul pentru andocarea enterocitelor. Odată ajuns în intestin, virionul este prins de mucus și pătrunde până la membrana plasmatică a enterocitului unde este interiorizat prin endocitoză. Odată eliberat din endozom, virusul inhibă sinteza proteinelor celulare, reproduce și sintetizează propriile proteine ​​în virozomi, care pot fi detectate încă din 8 ore după infecție. Virionii sunt apoi expulzați din enterocite prin liză celulară. Acest proces duce la aplatizarea și scurtarea microviliilor și un răspuns inflamator constând dintr-un infiltrat de celule mononucleare în lamina propria. Virusul provoacă diaree datorită enterotoxinei NSP4, capabilă să provoace eliberarea de Ca ²⁺ din reticulul endoplasmatic prin SERCA. Această proteină poate fi, de asemenea, secretată și poate acționa ca viroporină prin legarea la integrine pentru a activa eliberarea de Ca ^{2+ de} către alți enterocite. Concentrația crescută de Ca ²⁺ activează fosfolipaza C care acționând asupra PIP2 se formează în IP3 care se leagă de IP3R pe membrana plasmatică a reticulului endoplasmatic neted promovând eliberarea de Ca ²⁺ suplimentar care acționează asupra neuronilor sistemului nervos enteric determinând eliberarea de neutrotransmitters care , la rândul său , duce la Cl ^- secretia de ^{Ca2 + -} canale dependente și transportatorii și interferează cu SGLT1 transportor reabsorbtia apei mediat. Rezultatul net este diareea osmotică intensă. În cele din urmă, nivelurile crescute de Ca ²⁺ citoplasmatic duc la moartea enterocitelor de către autofagie . Acest virus este capabil să infecteze chiar și celulele enterocromafinei , stimulând producția de serotonină , care activează sistemul nervos simpatic aferent neuronilor care activează celulele de reflexie a vărsăturilor în trunchiul cerebral . Rotavirusul reduce activitatea dizaharidazei intestinale rezultând intoleranță la lactoză rezultată din deficitul de lactază.

Imunitate

Infecția cu rotavirus stimulează un răspuns imun mediat atât de celulele B, cât și de celulele T. Infectivitatea virală este neutralizată de anticorpii IgA, IgG și IgM anti-VP4 și anti-VP7. Răspunsul înnăscut este rapid declanșat în urma recunoașterii dsRNA de către TLR-uri care determină secreția de interferoni de tip I și III care, totuși, sunt contracarați de proteina virală NSP1 datorită inhibării proteinelor de reglare a interferonului IRF3, IRF5 și IRF7. Titrurile mari de anticorpi (> 1: 200) de IgA și IgG în sânge și IgA în intestin sunt protectoare împotriva infecției. Eficacitatea vaccinării rezultă din capacitatea de a determina titruri mari de anticorpi IgA în intestin.

Clinica

Incubația cu rotavirus durează 48 de ore după care apare diaree apoasă abundentă care durează 3-8 zile, apar febră, vărsături și deshidratare. Infecția cu rotavirus din grupa A este în mod normal autolimitată și fără sechele (alta decât intoleranța la lactoză care poate persista săptămâni întregi), este severă și uneori fatală la pacienții deja subnutriți și deshidratați. Aproximativ 1 din 40 de copii necesită spitalizare. ^[4] La adulți, infecția provoacă diaree ușoară sau asimptomatică. Rotavirusurile din grupa B provoacă gastroenterite severe, care pot afecta și adolescenții și adulții și sunt frecvente în China.

Diagnostic

Diagnosticul infecției cu rotavirus A se bazează pe detectarea directă a antigenului viral din fecale prin aglutinare cu latex, dar se poate utiliza și ELISA sau microscopia electronică. Detectarea unei creșteri de patru ori a titrului anticorpilor este diagnosticarea infecției recente sau a bolii actuale.

Tratament

Nu există terapie antivirală disponibilă pentru infecția cu rotavirus. Terapia este de susținere, se bazează pe reaprovizionarea lichidelor pierdute cu diaree, corectarea dezechilibrelor acido-bazice și electrolitice. Persoanele afectate trebuie plasate izolat pentru a evita potențiale contagii cu alți pacienți. Prevenirea se realizează prin menținerea unor condiții igienice bune, în special în instituțiile școlare și de sănătate. Este util să vă spălați mâinile cu detergenți care, deși nu sunt capabili să omoare virusul, limitează răspândirea acestuia.

Vaccinare

Datorită procentului ridicat de copii afectați de diaree indusă de rotavirus și a mortalității ridicate rezultate în țările în curs de dezvoltare (cauzată nu atât de infecție, cât și de deshidratare ), SUA în 1998 a autorizat un vaccin care, după doar 7 luni, a fost eliminat de pe piață din cauza incidenței ridicate a invaginărilor intestinale la copiii vaccinați, ipoteză negată ulterior. Ulterior, au fost testate alte două tipuri de vaccinuri: primul dintr-o tulpină umană atenuată, un vaccin monovalent european, dintr-un virus uman atenuat aparținând celei mai frecvente tulpini (G1P8). A doua tulpină bovină reasortată, vaccinul pentavalent din SUA, pentru a exprima la suprafață proteinele celor 5 cele mai frecvente serotipuri. 5 rotavirusuri asortate cu 5 determinanți antigenici ai celor mai frecvente serotipuri umane.
Vaccinurile s-au dovedit a fi sigure și eficiente în același mod. Acestea au un efect protector important (procente de 85% și respectiv 93%) și a fost documentată o reducere de 63% a spitalizărilor pentru gastroenterită în primul an de viață. Un studiu din 2006 realizat la Institutul Gaslini din Genova arată o corelație între infecția cu rotavirus și debutul bolii celiace ^[5] .

Notă

Elemente conexe

• Gastroenterita
• Virus (biologie)

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « rotavirus »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre rotavirus
• Wikispecies conține informații despre rotavirus

linkuri externe

• ( EN ) Rotavirus , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

V · D · M Virologie
Componente	Capsidă · Capsomer · Pericapsid · peplomer
Replicarea virală	Ciclul litic și lizogen · Provirus · Propagus · Virion
Clasificarea virușilor	Clasificare Baltimore · Comitetul internațional pentru taxonomia virusurilor · Teoria cvasispeciei
Clinica	Boli infecțioase virale · Viremie · Titrare virală · Antivirale · Oncovirus

Portalul Medicinii

Portalul de microbiologie