8/17/2019 Poxvirusuri

1/6

  21.16. Familia Poxviridae

  Denumirea “pox” provine de la cuvântul englezesc “pock” (pustulă, ulceraţie). Familia Poxviridae include celemai mari i mai complexe virusuri, patogene pentru om i animale, la care produc in!ecţii generalizate, cu erupţiiveziculare sau pustulare cutanate (variola, vaccina) sau tumori "enigne la om ( Molluscum contagiosum) i laiepure (!i"romul #$ope).  %oxvirusurile sunt clasi!icate &n ' su"!amilii

-Chordopoxvirinae , in!ecţioase pentru verte"rate

-  Entomopoxvirinae, in!ecţioase pentru neverte"rate  Melolontha  (coleopter),  Amsacta moori  (lepidopter),Chironomus (dipter).

  *n !uncţie de gazda pe care o in!ectează se disting + genuri Orthopox (variola, vaccina etc.), Parapox (Orf ),Capripox  (in!ecţioase pentru ovine, caprine),  Leporipox  (virusul mixoma, transmis de ţânţar, produce leziunitegumentare la anumite genuri de  Leporidae virusul !i"romului #$ope, transmis de un artropod, produce papilomul #$ope la iepurele de viziună Sylvilagus &n merica de -ord), Suipox (in!ecţios pentru porc), Avipox(in!ecţios pentru păsari),  Molluscipox  (produce tumori "enigne la om) i Yatapox (produce tumori "enigne la primate). ltimele două nu se cultivă.  Structura (!ig. /''a). 0el mai studiat este virusul vaccinei, cu !ormă paralelipipedică (caramidă cu colţurilerotun1ite) i dimensiuni de ''2 x ''2 x '+2 nm. ltele au !ormă elipsoidală, cu dimensiuni de /22 x '32 nm, lalimita de rezoluţie a microscopului optic.

 Fig. /''a. 4eprezentarea sc$ematică a structurii virionului

 pox (după 5uller, 6776).Fig. /''". *magine electrono8optică a secţiunii virionului vaccinal. 9n

regiunea centrală se distinge nucleoidul electronodens. 4egiunea centralăeste acoperită de mem"rana externă i de &nveliul extern, am"ele

 pluristrati!icate, x 6:2 222, original.

  ;irionul este !ormat dintr8un nucleoid , "ine delimitat pe imaginile electrono8optice ale virusului &n secţiune!rontală, &n care se găsete D- viral, având de !iecare parte câte o masă laterală, denumită corp lateral . *n virion,nucleoidul are !ormă de disc "iconcav, cu aspect de $alteră i este acoperit de memrana intern! omogenă i deun strat extern alcătuit din su"unităţi cilindrice scurte, cu aspect striat.  em"rana externă este tapetată cu structuri de !ormă tu"ulară, vizi"ile la microscopul electronic pe preparatelecolorate negativ (!ig. /'' "). =a unele tulpini de virus, &n di!erite su"straturi celulare, virionul do"ândete un"nveli# lipidic extern suplimentar.  0ompo$i%ia chimic!. 0omponentele principale ale virionului sunt proteinele (72?), lipidele (@?) i acizii

nucleici (3,'?). %roteinele se solu"ilizează la l22o

  &n prezenţa #D# i a unui agent reducător. =a electro!oreza "idimensională se disting circa l22 de proteine, dar potenţialul de codi!icare a genomului este mult mai mare. -umai &n &nveli se găsesc l2 polipeptide, dintre care 7 sunt glicozilate.

4eprezentanţii !amiliei Poxviridae codi!ică un set de enzime mult mai diversi!icat &n comparaţie cu alte virusuri,unele esenţiale pentru des!ăurarea ciclului de multiplicare, iar altele neesenţiale. Dintre cele esenţiale !ac parte A&'polimera$a dependentă de D-, enzimele de prelucrare post8transcriere a 4- (de "onetare i adenilare), A)'polimera$a  i topoi$omera$e A)'   (enzime care modi!ică con!iguraţia spaţială a D-, prin rupereacatenelor, producând relaxarea D- supra$elical, &n a"senţa unui co!actor energetic). Discontinuităţile create princlivarea unei catene sunt reunite prin acţiunea liga$ei, din ec$ipamentul enzimatic al virionului.

8/17/2019 Poxvirusuri

2/6

  *enomul  poxvirusurilor este o moleculă de D- du"lu catenară, lineară, care conţine l328322 k"p (+@222kDa la parapoxvirusuri i l+@222 kDa la avipoxvirusuri), distri"uite &n circa '22 de gene. 0apetele celor douăcatene au o con!ormaţie &n "uclă de ac de păr, cu secvenţe terminale repetate invers, identice, dar orientate pecatene opuse. #ecvenţele terminale ale celor două catene sunt legate covalent   i !ormează un lanţ nucleotidiccontinuu. 4epetiţiile terminale inversate includ secvenţe codi!icatoare, ceea ce !ace ca unele gene să se găsescă laam"ele capete ale genomului. %rin denaturare, molecula devine lineară monocatenară. Funcţional, genomul esteorganizat &n circa 6+2 A4F. >a1oritatea genelor esenţiale sunt localizate &n partea centrală a genomului, iar genele

neesenţiale (!avorizează multiplicarea in vitro) sunt localizate la capete.%oxvirusurile, iridovirusurile insectelor i virusul !e"rei suine a!ricane au o particularitate unică printredezoxiri"ovirusuri ciclul de multiplicare se des!ăoară "n citoplasm!, !iind total independent de nucleul celulei,deoarece codi!ică aproape toate !uncţiile necesare replicării genomului. Bxperimental, s8a demonstrat căreplicarea genomului acestor virusuri are loc i &n celulele enucleate cu citocalazina 5.  Ciclul de multiplicare (!ig. /'3). ;irionul este &nglo"at &n celulă, prin pinocitoză mediată de receptori, a căror structură moleculară nu este cunoscută. #e presupune că !actorul de cretere epidermică (BCF) ar avea rolul dereceptor de virus. %rima treaptă a dezvelirii este catalizată de proteina de de$velire ce acţionează asupra regiuniicentrale i dezorganizează componentele stratului extern i a mem"ranei interne. Dezvelirea !inală a D- estecatalizată de alte proteine8enzime virale care $idrolizează mem"rana externă i ast!el nucleoidul este eli"erat dinregiunea centrală. D- genomic puri!icat nu este in!ecţios, deoarece sinteza 4-m este catalizată de  A&' polimera$a dependentă de D-, o enzimă din ec$ipamentul virionului.

Bxpresia genelor are loc &n ' !aze timpurie i tardivă. Cenele !iecărei !aze au promotori caracteristici.  *n etapa timpurie este transcrisă circa 1umătate din setul de gene i se sintetizează peste @2 de proteine, printrecare i proteina de dezvelire. 9n acest stadiu este stopată sinteza macromoleculelor speci!ice celulei. Ceneletimpurii codi!ică enzmele implicate &n sinteza nucleotidelor (timidin8kinaza, ri"onucleotid8reductaza) i D-8 polimeraza.

Fig. /'3. 4eprezentarea sc$ematică a ciclului de multiplicare a unui poxvirus (după 5uller i cola"., 6776).

   &eplicarea A)' viral  &ncepe &n primele : ore după in!ecţie i !urnizează circa l2222 de copii genomice.4eplicarea implică mecanismul sel!8priming. Cenomul celorlalte dezoxiri"ovirusuri are o singură origine areplicării, dar la poxvirusuri, având dimensiuni mult mai mari, prezintă puncte multiple de iniţiere a replicării, ca

i D- al celulei eucariote. 4eplicarea &ncepe la am"ele capete ale genomului la nivelul inci$iilor monocatenare produse de o  )'a$! viral! i progresează prin mecanismul deplasării uneia dintre catenele parentale. D- progen pare a !i sintetizat prin intermediul unor molecule concatemerice mari.  9n ciclul de multiplicare, strâns legate de replicare, au loc evenimente de recom"inare &ntre moleculelegenomice ale unor tulpini virale di!erite (recom"inare legitimă) sau recom"inare cu molecule de 4- celular (recom"inare nelegitimă), !enomen uurat de a"senţa &mpac$etării stringente a D-. ceastă particularitate areplicării o!eră modalitatea diversi!icării in!ormaţiei genetice, ceea ce a permis evoluţia i do"ândirea unor !uncţiinoi. ;irusul ce produce !i"romul malign al iepurelui pare a !i recom"inant &ntre virusul !i"romului #$ope ivirusul mixoma.

8/17/2019 Poxvirusuri

3/6

  %entru sinteza replicativă a D-, poxvirusurile codi!ică sinteza a cel puţin ' enzime implicate &n meta"olismulnucleotidelor timidin+ina$a (,+- #i rionucleotidreducta$a  (4r), cu aceleai semni!icaţii !uncţionale pe careenzimele le au la $erpesvirusuri. Cena k nu este esenţială pentru multiplicarea poxvirusurilor &n celulelecultivate. k virală se deose"ete de enzima celulară, dar con!eră un avanta1 selectiv pentru des!ăurarea cicluluiin!ecţios &n celulele care nu se divid i au o rezervă scăzută de acid timidilic. *n celule, activitatea k crete "ruscdupă in!ecţia cu poxvirusuri.  4i"onucleotid8reductaza (4r) reduce ri"onucleotidele la precursori ai sintezei D-. D-8polimeraza este

codi!icată de virus, ceea ce permite des!ăurarea ciclului de multiplicare &n citoplasmă. %olinucleotid8ligaza(enzima ce repară "reele &n molecula de D-) crete de 62 ori &n !aza timpurie a multiplicării virale.*n !aza tardivă a ciclului de multiplicare virală, este transcris restul in!ormaţiei genetice. Cenele programului

tardiv  codi!ică moleculele structurale ma1ore ale virionului. ranscrierea nu este "locată de in$i"itorii sintezei proteice sau ai replicării D-, pentru că enzimele catalizatoare sunt proteine structurale ale regiunii centrale avirionului. 0irca 32? din lungimea genomului codi!ică molecule neesenţiale pentru ciclul de multiplicare virală.  Dinamica procesului de multiplicare a !ost analizată atât structural, cât i prin metode "ioc$imice la virusulvaccinal. Bste citocid i pentru că in$i"ă sinteza D- i a proteinelor celulare, uurează analiza "ioc$imică a procesului. #tructural, multiplicarea virusului &ncepe &n  inclu$ii de tip ., &n care se găsesc virioni &n di!erite stadiide asam"lare.

 Asamlarea. ;irionii progeni se asam"lează &n interiorul unor zone ale citoplasmei, di!uze sau "ine delimitate,alcătuite din material !in8granular, denumite viroplasm!. #tudiul ultrastructural al multiplicării virusului vaccinal 

a relevat procesul stadial complex al mor!ogenezei, cu participarea cisternelor aparatului Colgi, care !ormează&nveliul extern al virionilor. %rocesul asam"lării, complex i incomplet elucidat, comportă edi!icarea de novo aunor structuri memranare destinate să &nglo"eze o parte din materialele viroplasmei (!ig. /'/).

  0reterea, turnover8ul i repararea mem"ranelor celulare se !ace prin intercalarea componentelor structurale(proteine, lipide) &n structurile preexistente. 5iogeneza de novo a mem"ranelor rămâne una dintre marile pro"lemeale "iologiei. %entru virusurile pox, există dovada mor!ologică ce arată că unele componente ale &nveliului,sintetizate su" control viral, &ncep să se condenseze &n mem"rane. >em"ranele sunt asam"late &n !ocareviroplasmice discrete i rămân separate de mem"ranele celulare.

>em"ranele virale sintetizate de novo sunt detecta"ile &n matricea viroplasmei i au structură trilaminară, !iindtapetate la exterior de un strat dens de spiculi. %e măsură ce mem"ranele cresc, ele &ncon1ură D- nascent i proteinele acumulate &n viroplasmă.  %rimele structuri detecta"ile electrono8optic &n celulele in!ectate sunt nite !ormaţiuni  semilunare

tridimensionale, ce constau dintr8o mem"rană du"lă tapetată cu spiculi proeminenţi, ce !ormează o "ordură &n perie pe supra!aţa convexă i un material granular, adiacent supra!eţei concave. >em"ranele sunt sintetizate denovo i nu sunt asociate cu nici8un organit celular, ceea ce semni!ică !aptul că proteinele tre"uie transportate de lalocul sintezei, la !a"rica de virus. #piculii con!eră rigiditate structurilor semilunare i determină dimensiunile particulei virale imature. Cenomul viral i proteinele asociate intră &n &nveliul imatur, &nainte ca acesta să se&nc$idă complet.

Fig. /'/a. *magine electrono8optică a !a"ricii devirus &n celulele EBp8' in!ectate cu virus pox,

6'2 222, original.

  Fig. /'/". #tadiul iniţial al asam"lării virionilor pox implică un proces de mem"ran(stânga, x :: 222). 9n dreapta, asam"larea virionilor aglomeraţi &ntr8o !a"rică de virus, x6(original).

 

8/17/2019 Poxvirusuri

4/6

  *n interiorul structurilor delimitate de mem"rana du"lă, &ncepe condensarea nucleoidului. ;irionii imaturidelimitaţi de mem"rana du"lă asam"lată de novo  (viitoarea mem"rană internă a virionului matur) sunttransportaţi din aria de asam"lare spre peri!eria celulei. %e acest traseu, virionii se &nvelesc cu alte mem"ranesuplimentare. #tudiile cito8imunoc$imice sugerează ca virionii imaturi &i asam"lează mem"rana du"lă externă lanivelul reţelei trans8Colgi, un compartiment intermediar &ntre reticulul endoplasmic granular i cisternele

golgiene. ;irionii cu mem"rana externă du"lă (!ig. /'@, /':), pierd stratul extern al mem"ranei, prin !uziune cumem"rana citoplasmatică, pe măsură ce sunt eli"eraţi din celulă. Din acest punct de vedere se poate spune ca poxvirusurile se eli"erează prin &nmugurire, dar la contactul cu mem"rana se pierde un strat al mem"ranei externe.

 

Fig. /'@. *magine electrono8optică a virionilor pox &n secţiune. 9nveliul extern este con!erit de mem"ranele cisternelor Colgi, x 6+2222, original.

nele poxvirusuri (copox, avipox, etc.) produc inclu$ii de tip A. cestea sunt corpi mari, electronodeni ceconţin ri"osomi.

  Fig. /':. Entomopoxvirus &n celulele glandelor salivare de Chironomus sp. 9n stânga, câţiva virioni imaturi, ne&nveliţi. 9n dreapta,incluzii dense &n conţinutul cărora se disting virioni, 622 222, original. 

=a electro!oreza "idimensională, extractele virus8!ree din celulele in!ectate evidenţiază numeroase polipeptidestructurale sintetizate &n exces, dar i numeroase proteine “solu"ile”, "iologic active, neesenţiale, care inter!eră cumecanismele de apărare a gazdei, au rol &n virulenţă sau &ndeplinesc am"ele !uncţii. st!el s8a identi!icathemaglutinina, o proteină a &nveliului, dar prezentă i &n stare li"eră &n citoplasma celulei in!ectate. Foarteimportante sunt proteinele din categoria viroceptorilor . ermenul semni!ică produse genice virale care auomologie !uncţională cu receptorii celulari de cito+ine (receptorul pentru *F-8G, receptorul pentru *=8lH,receptorul pentru -F), in$i"ând mecanismele de apărare a gazdei, stimulate de citokine. >oleculele omologereceptorilor de citokine codi!icate de poxvirusuri se găsesc numai &n !ormă “solu"ilă”, ne!iind componentestructurale ale virionilor.  A altă categorie de molecule codi!icate de poxvirusuri sunt cunoscute su" denumirea de viro+ine. ermenulreunete molecule codi!icate de genele virale, care au omologie func%ional! cu cito+inele i in!luenţează !uncţiile

8/17/2019 Poxvirusuri

5/6

celulare &ntr8un mod asemănător. %oxvirusurile codi!ică omologi ai BCF, un !actor de cretere a endoteliuluivascular, un in$i"itor al serin8proteazei (serpin) ce in$i"ă activarea citokinelor i diminuează procesul in!lamator, proteine de legare a complementului (receptorul pentru 0/), proteine ce in$i"ă exprimarea moleculelor 0>E * pesupra!aţa celulelor, diminuând recunoaterea lor de către lim!ocitele c. %rintre proteinele care moduleazăcitokinele este o proteină in$i"itoare a *0B (proteaza care generează !orma activă a *=86H), un receptor solu"il pentru *=86 care in$i"ă legarea *=86H (dar nu legarea lui *=86I sau *=868ra) de receptorul celular pentru *=86.  %rin complexitatea lor "ioc$imică, prin diversitatea enzimelor pe care le conţin, poxvirusurile se a"at mult de la

modelul general de structură a celorlalte virusuri. Faptul că ele se multiplică &n citoplasmă, !ără participareaenzimelor nucleare este o re!lectare a complexităţii lor !uncţionale. Dei complexă i di!erită de a celorlaltevirusuri, structura lor nu &ntrunete particularităţile sistemelor "iologice.  /ariola este prima viroză controlată prin vaccinare i singura eradicată. ;ariola produsă de virusul săl"atic produce o erupţie (ras$) sistemică, !e"rilă, după o perioadă de incu"aţie de 6286/ zile. După incu"aţie, &n 68' zilese produce erupţia tegumentară sistemică cu distri"uţie centri!ugă pe mucoasa "ucală, !aţă, extremităţi i mai puţin pe trunc$i. Brupţia este maculară, dar evoluează &n !orma pustulară i veziculară. =eziunile !ac crustă i cadla 6/ zile.

;accinarea cu virusul vaccinal este e!icientă pro!ilactic, dar produce uneori complicaţii generalizate ('22cazuri la un million de vaccinaţi).

 Parapoxvirus produce in!ecţii la ovine, caprine, "ovine. Amul se in!ectează la contactul cu animalele in!ectate.=a caprine i ovine, parapox produce dermatita pustulară contagioasă (or!). *n!ecţia se !ace prin leziuni

tegumentare. După in!ecţie se produce $ipertro!ia i proli!erarea celulelor epidermice i in!iltrarea leucocitelor.   Molluscum contagiosum (>0) este o tumoră "enignă a pielii asemănătoare unui neg, la copiii preadolescenţi,dar poate să apară la adulţii imunocompetenţi, răspândită la populaţia de pe &ntreg glo"ul. >0 este considerată cao in!ecţie speci!ică omului. -u există dovada transmiterii in!ecţiei la animale, dei leziuni asemănătoare s8auidenti!icat la cal. =eziunile >0 sunt glo"ulare sau ovalare cu diametrul de '8@ mm, pot să apară pe toată supra!aţacorpului, cu excepţia epiteliului palmar i a mucoaselor i pot !i asociate cu !oliculii piloi. =eziunile sunt maisevere la imunocompromii i la cei cu dermatită atopică. umorile sunt rezultatul unui proces $iperplazic, strictlimitat la stratul epidermic al tegumentului (de aceea sunt clasi!icate ca acant$oma) i sunt asemănătoare!oliculilor de păr. Din zona centrală a leziunii se eli"erează un !luid vâscos cu resturi celulare &n care se găsescvirioni. Fluidul diseminează virusul in!ecţios. Dacă nu sunt pertur"ate mecanic leziunile >0 persistă &ntre : lunii @ ani la gazdele imunocompetente. %ot să dispară spontan, pro"a"il su" acţiunea e!ectorilor imunitari. Dacăsunt lezate mecanic, leziunile se vindecă mai repede, dar !avorizează suprain!ecţia "acteriană. >0; este un

indicator al stadiului tardiv al #*D.;irusul este transmis prin contactul cu exudatul descărcat din leziunile traumatizate prin acţiune mecanică i prin contactul direct cu o"iectele contaminate. >0 este puţin contagios, iar pentru in!ecţie, doza inoculată tre"uiesă !ie mare. #e transmite prin contact sexual dacă leziunile sunt situate pe sau &n vecinătatea organelor sexuale.

;irusul pătrunde &n epiderm prin microleziuni. După o perioadă de incu"aţie cu durată varia"ilă, uneori lungă, prin $ipertro!ia epidermei se !ormează pustule, apoi un nodul ce se extinde &n derm, dar mem"rana "azală rămâneintactă. 9n celulele in!ectate ale stratului "azal se !ormează incluzii pline cu virioni. %rin &m"ătrânire, celulelemigrează spre supra!aţă i sunt &nlocuite prin $iperplazia stratului "azal (sunt produse mai multe celule decât celecare se pierd). 0elulele care produc >0; sunt $ipokeratinizate, dovada unui proces de di!erenţiere anormală.=eziunea este delimitată de o capsulă con1unctivă. Eistologic, leziunea >0; conţine conglomerate de celuleepiteliale $iperplazice &ntr8o indentaţie centrală, organizate &n !oliculi, &n care se multiplică virusul. 9ntreagaleziune are aspectul unui !olicul pilos, &n care părul este &nlocuit de conglomeratul celular.

*n leziunile >0 lipsesc e!ectorii imunitari, &n special macro!agele speci!ice ţesutului tegumentar (celulele=anger$ans). "senţa e!ectorilor imunitari se datorează sintezei unui !actor codi!icat de virus care "loc$eazăimigrarea neutro!ilelor i a moleculelor omologe 0>E *, care "loc$ează prezentarea antigenelor virale i o !acnedetecta"ilă antigenic.

;irusul >0 nu a !ost cultivat, dar induce B0% speci!ic &n !i"ro"lastele umane primare i &n cele imortalizate.B0% devine evident după / ore i atinge intensitatea maximă la '/ de ore o proporţie semni!icativă a celulelor sedetaează din monostrat, se rotun1esc i se agregă. =a /+8J' ore de la in!ecţie, celulele aderă de su"strat, dar i8au pierdut mor!ologia caracteristică i do"ândesc aspectul epitelioid. B0% nu este indus &n celulele tratate cuciclo$eximidă (un anti"iotic in$i"itor al sintezei proteinelor 8 in$i"ă alungirea catenei polipeptidice) i nici de preparatul >0; inactivat prin iradiere, ceea ce denotă că >0; transcrie 4-m timpuriu.

8/17/2019 Poxvirusuri

6/6

Bibliografie

Bugert J. J0'22+. Molluscum Contagiosum virus, &n vol. BncKclopedia o! ;irologK, t$ird edition, Bditor 5rian L.M. >a$K, >arc E. ;. ;an 4egenmortel, %.Baxby D. 6772. Poxviruses, &n vol. opleK and LilsonNs %rinciples o! 5acteriologK, ;irologK and *mmunitK, +t$ Bd. >. om %arker, =esslie E. 0ollier.Moss B. 6772. Poxviridae and $eir 4eplication, &n vol. ;irologK, #ec. Bd., edited "K 5. -. Fields, D. >. Onipeet al., 4aven %ress, =td, -e Pork.

Fenner F. 6772. Poxviruses, &n vol. ;irologK, #econd Bdition, edited "K 5. -. Fields, D. >. Onipe et al., 4aven%ress, =td, -e Pork.>oss 5. Poxviridae1 $e ;iruses and $eir 4eplication, &n vol. Fields ;irologK, #econd Bdition, edited "K 5. -.Fields, D. >. Onipe, %. >. EoleK et al., =ippincott 8 4aven %u"lis$ers, %$iladelp$ia.Buller R. M., Palumbo G. J0 6776. %oxvirus pat$ogenesis Q >icro"iol. 4ev., 6776, @@ (6) +286''.Mihes!u Gr. 67+@. *n$i"ition o! some deoxKri"oviruses replication cKcle in tannic acid pretreated cells. 4ev.

4oum. 5iol. 32, ', 6J@86J7.Mihes!u Gr., Mi"!alen!u D., #ones!u M. D. 67+2. ltrastructural aspects o! vaccinia virus morp$ogenesis in

=8'3 line cells. 4ev. 4oum. 5iol. '@, 6, :78J3.Mihes!u Gr., Ga$ril %.67++.  poxvirus in salivarK glands o! Chironomus plumosus. 4ev. 4oum. 5iol. 33, 6,

6@8'2.