Infezione da Rotavirus

Infezione da E. coli ETEC

Prof. Vincenzo Cuteri

Dipartimento Scienze Veterinarie

UNICAM

Molte delle foto presenti sono state gentilmente concesse dal

prof. Carlo Valente – Università di Perugia

Rotavirus & E. coli ETEC

� Sindromi enteriche:

� 13% degli animali muore entro 2 mesi di vita

� 8-10 % è causato da agenti infettivi

• virus e batteri

Campo di azione: intestino

� Sistemi di difesa dell’apparato enterico

� Specie animale, genotipo, età..

� Acidità gastrica ed altre barriere fisiche

� Motilità intestinale

� Microflora autoctona

� Immunità

• fagocitosi, immunità umorale e cellulare

� Fattori protettivi non specifici

Difese apparato enterico

� Specie animale, genotipo, età..

� recettori intestinali K99 sono specifici

� age window: ammalano solo i neonati

• competizioni cellulari, enzimatiche, immunità

� Acidità gastrica ed altre barriere fisiche

� pH < 4.0

• 99% degli enterobatteri viene inattivato in 30min.

Difese apparato enterico

� Motilità intestinale regola

� assorbimento dei liquidi

� equilibrio flora autoctona

� Flora autoctona

� ostacola colonizzazione batteri patogeni

� sopperisce allo shift degli antibiotici

Difese apparato enterico

� Mucosa intestinale

� GALT e MALT.� Funzioni di GALT

� protezione da agenti infettivi gastrointestinali

� inibizione attachment

� difesa flora autoctona

� annullamento allergie alimentari

� difesa da reazioni immunitarie anomale

Difese apparato enterico

(mucosa intestinale)

� Placche del Peyer e appendice cecale

� Mucosa intestinale

� apparente stato fisiologico di infezione

� Immunità specifica:

� Linfociti T della lamina propria: CD4 (IL)

� Linfociti T helper

� Natural killer

� Linfociti T citotossici

Difese apparato enterico

� Immunità specifica� Linfociti B (plasmacellule)

� IgAsc

� IgG

� IgM

� Cellulle dendritiche

� Macrofagi

� Mastzellen

Intestino: colonizzazione alla nascita

� Flora microbica commensale

� Lactobacillus Bacteroides

� Streptococcus Clostridium

� Micrococcus Enterococcus

Apparato enterico: fattori debilitanti

� Alterazioni anatomiche o funzionali

� Somministrazione di farmaci o sostanze

tossiche

� Attività ostruttiva

� Malnutrizione

� Immunosoppressione

� Parassiti

� Agenti infettivi

Insorgenza sindrome enterica

� Variazione dell’equilibrio ospite-parassita

� Natura multifattoriale

� Intervento di virus e/o batteri

Sindrome enterica: agenti eziologici

� Virus Batteri Parassiti

� Rotavirus Salmonella Cryptosporidium

� Coronavirus E. coli

� Parvovirus Campylobacter

� Adenovirus Clostridium

� Astrovirus

Introduzione Rotavirus

� Isolato per la prima volta nel Nebraska (USA) da

Mebus et al. Nel 1969

� Inizialmente venne definito Reo-like e identificato

con la sigla NCDV (Neonatal Calf Diarrhoea

Virus)

� Isolato poi da feci di bambini con diarrea

� Infine isolato da conigli, ovini, suini, ecc.

� Creato un nuovo genere nella Fam. Reoviridae

Eziologia

� Fam. Reoviridae

� Gen. Orthoreovirus

� Gen. Orbivirus

� Gen. Rotavirus

� Gen. Coltivirus

� Gen. Aquareovirus

Eziologia

� Rotavirus

� Resistono ai solventi dei lipidi e ampio range di pH

� Orthoreovirus

� Orbivirus

� Stabili a pH 6 - 8, sensibili etere

Eziologia

� Rotavirus

� RNA

• bicatenario, lineare

• plurimolecolare (11 segmenti)

� Simmetria

• icosaedrica

� Dimensioni

• 60 - 80 nm

� Sprovvisti di envelope, dotati duplice capside

Rotavirus: microscopio elettronico

Rotavirus: microscopio elettronico

Rotavirus: microscopio elettronico

Rotavirus

Rotavirus

� Colture

� (materiale: contenuto intestinale o feci trattate tripsina)

� Cellule di Macaca mulatta (Ma104)

� CPE: inclusi citoplasmatici

� Resistenza

� Incorporato alle feci sopravvive 6 mesi

Rotavirus: coltura in Ma 104

Rotavirus: substrato cellulare Ma 104

Rotavirus: substrato cellulare Ma 104

con CPE

Proteine virali

� Ogni segmento del genoma codifica per una proteina

� 6 strutturali (VP1, VP2, VP3, VP4, VP6, VP7)

� 5 non strutturali (NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5)

• VP1 - RNA-Polimerasi

• VP2 - Antigene minore di sottogruppo

• VP4 - Antigene minore di neutralizzazione, emagglutinante

• VP7 - Antigene maggiore di neutralizzazione, responsabile

adsorbimento alla cellula.

Spettro d’ospite

� Il virus può essere isolato da

� primati, bovini, ovini, suini, equini, conigli,

cani, gatti, topi, cervi, daini, antilopi, gazzelle,

volatili

� Anticorpi sono stati evidenziati in

� capre, bufali, orsi, canguri e cavie

� Non ospite specifici in seguito ad infezione

sperimentale, da dimostrare in natura

Struttura antigene

� Identificati 7 sierogruppi (A ….G) distinguibili

per un antigene di gruppo localizzato in VP6

� All’interno dei sierogruppi esistono due

sottogruppi (SI e SII) per la presenza di 2 antigeni

di sottogruppo localizzati in VP6 e VP2

� I Rotavirus di gruppo A sono classificati in

sierotipi in base alla VP4 e VP7

� VP4 identifica il P-tipo (Protease-sensitive) [11]

� VP7 identifica il G-tipo (Glicoproteina) [14]

Epidemiologia

� Trasmissione per via oro-fecale

(orizzontale)

� Trasmissione indiretta

� utensili, attrezzi e mangimi contaminati da feci

� Esclusa trasmissione con insetti ematofagi o

transplacentare (infezione localizzata)

� Trasmissione interspecifica?

� Interessati solo giovani

Infezione da Rotavirus: patogenesi

Penetrazione per via orale

Organo bersaglio primario:

enterociti villi intestino tenue

Desquamazione e

accorciamento dei villi

Iperplasia cellule della cripta

Cessata

funzionalità del

villo

Villi intestinali (ME)

Infezione da Rotavirus: patogenesi

Processi di assorbimento impediti

Aumento di liquido nel lume intestinale

Villo intestinale

Infezione da Rotavirus: sintomatologia

� Periodo d’incubazione 1-3 giorni ma possibile

osservare malattia anche dopo 4-6 ore dalla nascita

� Feci acquose, emissione frequente

� Tenesmo, Anoressia

� Disidratazione

� Enterite catarrale

� Atrofia dei villi

� Cellule cilindriche sostituite da pavimentose

Feci da agnello con infezione da Rotavirus

Vitello: infezione da Rotavirus

Vitello : infezione da Salmonella

Rotavirus: feci al ME

Rotavirus e Coronavirus:

feci di vitello al ME

Coronavirus: feci vitello al ME

Rotavirus: feci agnello al ME

Rotavirus: controllo

� Norme igieniche sanitarie

� Somministrazione del colostro

� Vaccinazione

Infezione da Rotavirus: diagnosi

� Diagnosi clinica

� Età degli animali, sintomi apparato enterico

� Diagnosi sperimentale

� Isolamento virus (Cellule MA104)

� Microscopio elettronico

� PAGE (Poly Acrylamide Gel Electrophoresis)

� PCR

� Prove sierologiche

• poco attendibili, non usate

Infezione da Rotavirus: diagnosi

� Diagnosi differenziale

� Infezione Enterobatteri

� Coccidiosi

� Infezione da Coronavirus

� Infezione da Parvovirus

Infezione da Rotavirus: profilassi

� Profilassi igienico - sanitaria

� Ridurre la concentrazione di animali

� Allontanare i neonati da altri vitelli

� Somministrare colostro

� Profilassi immunizzante

� Vaccino a virus inattivato e adiuvante Montanide o

analoghi (106-107 DCP50/0.2 ml)

� Somministrare alle madri 30 e 3 giorni prima del parto

� In commercio associato ad E. coli enteropatogeno

Infezione da Rotavirus nell’uomo

� Isolati dalle feci del 20 - 70 % dei bambini

ricoverati per diarrea acuta

� Nei paesi in via di sviluppo 1.000.000 di

morti all’anno

� Negli USA si isolano nel 3% dei bambini

sotto i 5 anni ricoverati in ospedale

� costo annuale circa 1.000.000.000 $

Infezione da Rotavirus nell’uomo

� L’infezione conferisce immunità protettiva

� Stipiti di origine animale sono correlati con

stipiti di origine umana

Stipiti naturalmente attenuati

Vaccinazione Jenneriana eterotipica di Iª generazione

Infezione da Rotavirus nell’uomo

� Vaccini Jenneriani polivalenti di IIª generazione

� Immunità omotipica nei confronti dei 4 sierotipi

di Rotavirus predominanti nell’uomo

RNA virale11 segmenti:

- 2 codificano per proteine del capside

- VP4 emagglutinina

- VP7 glicoproteina (neutralizzazione)

Ricombinazione genetica

Infezione da Rotavirus nell’uomo

� Ricombinazione genetica

� 10 segmenti del virus di origine animale

� 1 segmento del virus di origine umana

4 ricombinanti cosi costituite

Vaccino polivalente

Ingegneria genetica: inserimento geni virali

nei vegetali (patata, banana)

Escherichia coli

� Fam. Enterobacteriaceae

� Gen. Escherichia, Salmonella, Shigella…

� Diffusi nell’ambiente ... intestino, feci

� Stipiti con caratteristiche diverse..

Escherichia coli enterotossico (ETEC)

� E. coli

� Prodotti del metabolismo

� endotossina

� colicina

� emolisina

� enterotossina (LT, ST)

E. coli ETEC

� Caratteri LT ST

� PM 100.000 1500

� pH 5.0 labile stabile

� pH 9.0 stabile stabile

� tripsina resistente resistente

� Azione enterotossica tardiva precoce

E. coli ETEC: dosaggio enterotossine

� LT (suino - secreta da pochi stipiti)

� ileal loop

� cloni cellulari (Y1, CHO)

� ST (vitello-agnello)• secreta da molti stipiti

� inoculazione topino neonato

� LT & ST (secreta da pochi stipiti)

Dosaggio enterotossina LT E. coli

(anse intestinali di coniglio)

Dosaggio enterotossina LT E. coli

(anse intestinali di coniglio)

Dosaggio enterotossina LT E. coli

(anse intestinali di coniglio)

E. coli ETEC: dosaggio enterotossina ST

E. coli ETEC: dosaggio enterotossina ST

E. coli ETEC: dosaggio enterotossina ST

Enterotossina: modalità di azione

� LT: AMP-ciclica attiva la secrezione intestinale;

enterotossina esaspera tale attività

� ST: Guanilciclasi attiva guanosin monofosfato

ciclico con aumento della secrezione cellulare

E. coli: struttura antigenica

� O: Ag somatico (180)

� K: Ag capsulare (85)

� H: Ag ciliare (60)

� P: Ag piliare

E. coli ETEC:

antigeni piliari e specie animali

� Pili suino bovino ovino

� F4 (K88) +++ - -

� F5 (K99) - +++ +++

� F6 (987P) +++ - +

E. coli ETEC provvisto di Pili (ME)

E. coli ETEC provvisto di Pili (ME)

E. coli ETEC: Pili dopo centrifugazione (ME)

E. coli ETEC:

colonizzazione agli enterociti

E. coli ETEC:

colonizzazione agli enterociti

E. coli ETEC:

colonizzazione agli enterociti

E. coli ETEC:

colonizzazione agli enterociti

E. coli: patogenesi

� Forma setticemica

� Forma localizzata

� Forma enterotossiemica

� Forma enterotossica

� E. coli enterotossico provvisto di P

Secreto fluido indotto da E. coli ETEC

� pH alcalino

� isotonico assenza di proteine

� ioni Ca&Mg scarsi

� ioni Na numerosi

� ioni K numerosi

� ioni HCO3 numerosi

»perdita di H2O

Eliminazione secreto fluido = diarrea

� Conseguenze sistemiche

� Disidratazione (H2O)

� Acidosi metabolica (HCO3)

� Contrazione muscolare (K)

� Diminuzione bicarbonato plasmatico (Na)

E. coli ETEC: sintomatologia, lesioni

� Diarrea liquida giallastra, maleodorante

� Meteorismo, tenesmo, dolorabilità addominale

� Decubito persistente, alimentazione ?,

disidratazione

� Durata della malattia 2/3 gg

� Febbre assente. Morte

� Decapitazione del villo

� cellule cilindriche sostituite da cellule piatte

E: coli ETEC: diagnosi

� D. clinica

� D. sperimentale

� Isolamento & identificazione E. coli ETEC

� Sierologia, IF

� D. differenziale

� Rotavirus, Clostridium, Campylobacter..

Siero immune anti Pili conigato con IF

Siero immune anti Pili conigato con

IF (villo intestinale)

Rotavirus: epitelio intestinale - IF

E. coli ETEC: controllo

� Norme igieniche

� Colostro

� Vaccinazioni

� vaccino polivalente (Rotavirus & E. coli ETEC)

� Terapia antibiotica e sintomatica

Un modo diverso per raggiungere il

benessere animale