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Analisi del sistema immunitario, risposta cellulare ai virus.
Contagio e carica virale: due concetti differenti
Prof. Matteo Bassetti Ravenna 31/10/2020
Cosa è un VIRUS
h Il primo virus è stato identificato alla
fine del XIX secolo.
h Sono parassiti endocellulari obbligati
h La loro replicazione e diffusione
dipende dalla cellula ospite
Mandell, Douglas and Bennett. Principles and Practise of Infectious Diseases
I virus sono costituiti da:
h materiale genetico (DNA o RNA)
h proteine di assemblaggio e di
superficie
h capside
h envelope
Cosa è un VIRUS
Mandell, Douglas and Bennett. Principles and Practise of Infectious Diseases
Ciclo vitale
Fasi della replicazione virale:
h Adesione alla cellula (TROPISMO)
h Penetrazione
h Replicazione (+/- integrazione)
h Assemblaggio
h Liberazione à per LISI cellulare
à per ESOCITOSI
Mandell, Douglas and Bennett. Principles and Practise of Infectious Diseases
Risposta immunitaria ai virus
Cellule immunità
innata:
• Neutrofili
• Macrofagi
• Cellule
dendritiche
• NK
Cellule immunità
adattativa:
• Linfociti B
• Linfociti T
• NK
Mahalingaiah, Palenski, Van Vleet1. An In Vitro Model of Hematotoxicity: Differentiation of Bone Marrow–Derived Stem/Progenitor Cells into Hematopoietic Lineages and Evaluation of Lineage-Specific Hematotoxicity. 2018 Current Protocols in Toxicology
Interazione tra virus e risposta immunitaria
• Infezioni acute
• Infezioni croniche
persistenti
• Infezioni croniche
latenti
• Risposta immunitaria
• Risposta immunitaria
• Risposta immunitaria
Naji. Medical Virology Pathogenesis of viral infection
Vie di trasmissione virale
• Aerea (Rhinovirus, Coronavirus, Influenza, Morbillo, VZV)
• Alimentare (HAV, Norovirus, Rotavirus)
• Contatto (Influenza, SARS-CoV-2, Norovirus, VZV)
• Parenterale (HBV, HCV, HIV)
• Animale / Zoonosi (Dengue, Zika, TBE)
• Verticale (CMV, rosolia, HBV)
Contagio e carica virale
CONTAGIO
entità del contagio contratto e indicatore del rischio di sviluppare l'infezione, ma anche quantità di virus riscontrato nel soggetto malato
trasmissione di una malattia infettiva da un individuo malato a uno sano, in modo diretto o indiretto
CARICA VIRALE
VIRULENZA grado di capacità di indurre manifestazioni patologiche, posseduto da un microrganismo
Contagio e carica virale
Soggetto malato
Carica virale
Diffusione del virus nell’ambiente
Soggetto sano
Carica virale
CONTAGIO Carica viraleCarica virale
Metodi diagnostici per carica virale e contagio
h Test antigenico
h RT-PCR
h Coltura cellulare
h Sierologia
qualitativa
quantitativa
IgM
IgG
Strategie contro i virus
Carica virale Terapia
Contagio Prevenzione
Sopprimere la replicazioneEliminare il virus
ComportamentaleVaccinale
Vaccinazione
Somministrazione di un agente infettivo o porzioni di esso per attivare la risposta immunitaria protettiva senza sviluppare la malattia:
• Vaccini vivi attenuati à non per donne in gravidanza e soggetti immunocompromessi
(es. VZV, morbillo, rosolia, parotite, febbre gialla)
• Vaccini inattivati à per tutte le popolazioni
(es. influenza, anti-rabbia)
• Vaccini con peptidi à per tutte le popolazioni
sintetici/ricombinanti (es. HBV, HPV)
Vaccinazione e herd immunity
Randolf and Barreiro Herd Immunity: Understanding COVID-19. 2020 Immunity
• Popolazione non suscettibile all’infezione permette la non diffusione del virus e la protezione anche degli individui ancora suscettibili
• % ottenuta dal calcolo matematico R0 – 1/R0
• R0 = numero medio di infezioni secondarie causate da un singolo individuo infetto, in una popolazione completamente suscettibile
Prevenzione comportamentale
Misure variano in base al tipo di trasmissione:
• Igiene delle mani
• Mascherine
• Disinfezione di oggetti
• Guanti
• Rapporti sessuali protetti
• Insetticidi / Vestiario protettivo
• Zanzariere
Il virus dell’anno: SARS-CoV-2
h Famiglia dei Coronaviridae
h Zoonosi, stesso gruppo di SARS-CoV-1 e MERS-CoV
h Identificato il 31/12/2019
h Trasmissione principalmente: aerea à droplets & airborne
contatto
h Tipica l’infezione delle vie respiratorie, ma anche quadri di
gastroenterite e sistemici con MOFs
Wiersinga et al. Pathophysiology, Transmission, Diagnosis, and Treatment of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) A Review. 2020 JAMA
He et al. Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19. 2020 Nature MedicineWalsh et al. SARS-CoV-2 detection, viral load and infectivity over the course of an infection. 2020 Journal of Infection
SARS-CoV2 e carica virale
• Ricerca carica virale da vie aeree
• Maggiore carica al momento dell’insorgenza dei
sintomi
• Progressivo declino della carica nei giorni
successivi
• Maggiore carica virale à sintomi più gravi
à progressione malattia
• Contagiosità a partire da 3 giorni prima
dell’insorgenza dei sintomi
La malattia: COVID-19SINTOMI TIPICI
Tosse
(50%)
Iperpiressia
> 38 °C
(43%)
Mialgia
(36%)
Cefalea
(34%)
Dispnea
(29%)
Faringodini
a (20%)
Ageusia
(<10%)
Nausea/vo
mito (12%)
Diarrea
(19%)
Stokes EK et al., Coronavirus Disease 2019 Case Surveillance - United States, January 22-May 30, 2020. CDC report
La malattia: COVID-19Spettro clinico
à Infezioni asintomatiche stimate tra 30-40%à Spettro di severità delle forme sintomatiche:l Malattia lieve-moderata: 81% l Malattia severa (dispnea, ipossia, >50% di coinvolgimento del parenchima
polmonare all’imaging): 14%l Malattia critica (ARDS, shock, MOF): 5%l Rate di fatalità: 2.3% - 7.2% (in relazione alle caratteristiche della popolazione)l Tasso di ospedalizzazione 4.6 per 100.000 abitanti proporzionale all’etàl 43.4% soggetti età > 65 aa
Orapan DP. Et al., Prevalence of Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection : A Narrative Review. 2020 Ann Int MedWu Z, McGoogan JM. Characteristics of and Important Lessons From the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Outbreak in China. 2020 JAMA
Onder et al. Case-Fatality Rate and Characteristics of Patients Dying in Relation to COVID-19 in Italy 2020 JAMAHospitalization Rates and Characteristics of Patients Hospitalized with Laboratory-Confirmed Coronavirus Disease 2019 — COVID-NET, 14 States, March 1–30, 2020 CDC
SARS-CoV-2 e dieta chetogenica
• Pz con obesità, DM, IPT hanno basso grado di infiammazione
cronica
• Infezione da SARS-CoV-2 può essere trigger per storm
citochinico
• Ipotesi della dieta chetogenica:o Ridurre attivazione macrofagi pro-infiammatori (M1)o Aumentare attivazione macrofagi immuno-modulanti (M2)o Ridurre la produzione di lattatio Ridurre la replicazione del virus nelle cellule
Trial randomizzato in corso per verificare l’ipotesi Sukkar and Bassetti, Induction of ketosis as a potential therapeutic option to limit hyperglycemia and prevent cytokine storm in COVID-19. 2020 Nutrition
TERAPEUTICHE
h Target therapy à anticorpi monoclonalih Antivirali à remdesivirh Immunità passiva à plasma dei guaritih Immunomodulanti à terapia steroidea (target therapy antinfiammatoria in corso di trials)
h Supporto à ossigeno/ ventilazioneh Profilassi tromboembolica à enoxaparina sc
Strategie contro SARS-CoV2
Levi et al. Coagulation abnormalities and thrombosis in patients with COVID-19. 2020 Lancet Haematol.Horby et. al. Dexamethasone in Hospitalized Patients with Covid-19 - Preliminary Report. 2020 N Engl J Med.
Spinner et al. Effect of Remdesivir vs Standard Care on Clinical Status at 11 Days in Patients With Moderate COVID-19 A Randomized Clinical Trial. 2020 JAMARubin et al. A New Monoclonal Antibody for Covid-19. 2020 N Engl J Med
Taxt, Grodeland, Lind et al. Status of COVID-19 vaccine development. 2020 Norwegian Medical Association World Health Organization. Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines
Strategie contro SARS-CoV2
VACCINAZIONE
• Diversi trials on going per sviluppo
vaccinale
Strategie contro SARS-CoV2
Salute.gov.it/nuovocoronavirus
PREVENZIONE
• Lavare spesso le mani• Evitare contatti ravvicinati• Evitare posti affollati• Utilizzare la mascherina• Evitare contatto di mucose con le mani• Non sottovalutare sintomi compatibili
Conclusioni
ü Infezioni virali sono ubiquitarie
ü Sistema immunitario è ben organizzato ma non infallibile
ü Contagio dipende dalla carica virale
ü Terapie non sempre disponibili nelle infezioni virali
ü Prevenzione è la strategia efficace con norme comportamentali e vaccinali
Conclusioni
ü SARS-CoV-2 virus ‘’giovane’’ anzi…neonato
ü 81% malattia lieve-moderata
ü Ruolo dieta chetogenica in corso di trial
ü Strategie terapeutiche in continua evoluzione
ü Vaccini in fase di sperimentazione clinica
ü Prevenzione comportamentale di principale importanza
Chi ha vinto e vincerà la battaglia tra NOI e LORO?
Sono di più, occupano più spazio, si riproducono più velocemente e conoscono meglio l’ambiente in cui vivono e viviamo
Sperlberg et al. Clin Infect Dis 2008; 46:155