Di  virus,  vaccini, pandemie       e  altre  amenità...Vecchie conoscenze        ed emergenze         prossime ventureRoberto Truzzi  -  Ist. Manzoni
Qualche  motivazione...
Storie antiche:Il flagello del VAIOLO     ha accompagnato         l’ intera Storia  umanaLa PESTE del ‘300 uccise circa     1/4 della popolazione europeaMalattie come MORBILLO e VAIOLO           contribuirono alla scomparsa                        delle Civiltà precolombiane ...
Meditate gente, meditate...
Storia recente:3 grandi pandemie  nel XX secoloInfluenza Spagnola (‘18)
 Polio (anni ‘50)*
 HIV/AIDS (‘80 -> )Ricadute sociali.             Un piccolo esempio...
E,  nel  III  Millennio...
Malattie  emergentiNegli ultimi 30 anni...aumento senza precedenti di casi  di malattie infettive tra cui:Ebola
Hanta
 Febbre di Lassa
Dengue
 .......E in Italia?Malaria
     Siamo preparati?         Sì e No... Sì:  tecnologie         Nì:  farmaci
 No:  atteggiamento, consapevolezza,  preparazione, personale medico, virologi...“Qui, lo vedi, bisogna correre a tutta velocità                                per restare sempre nello stesso punto...”La Regina rossa ad Alice“La principale minaccia al perpetuarsi del     dominio dell’uomo sul pianeta è un Virus...”J. Lederberg,  Premio Nobel
Grande è il disordine sotto il cielo... Informazione non sempre   corretta fornita dalla stampa: Virus e Batteri creature simili? Sia  Virus che Batteri   possono provocare polmoniti,    meningiti, gastroenteriti  Frasi celebri: “E’ solo un virus...”Microrganismi,  Bacilli,  Microbi,Germi,  Virus...
Ma... Cos’è un Virus? “Un virus è un virus,     è  un virus, è un virus...” “Una brutta notizia     incartata in proteine”                  Sir Peter Medavar La vita (?) ridotta        all’essenziale Ingegnosi, scaltri, manipolatori, sovversivi?Principali  caratteristiche: Particelle inerti
 Materiale genetico: DNA o RNA, mai entrambi!
 Nessun meccanismo molecolare          per produrre Energia                o sintetizzare Proteine Parassiti intracellulari obbligati
 Contengono da 2 a 200 geniMentre  i  Batteri... Sono diretti discendenti delle prime forme di vita
 Hanno struttura cellulare
 Sopravvivono anche senza l’aiuto di altri viventima... Nessuna Vita sulla Terra senza batteri! (Riciclaggio)
 Pascolano sul corpo umano  o  al suo internoma... Solo raramente patogeni
 A volte il rapporto è simbioticoDimensioni?       Entità submicroscopiche  (20-300 nm)
- Sono organismi viventi?   - Occupano un posto       nell’albero della vita?Dipende dal punto di vista(Epidemiologi  vs  Biologi molecolari)   possiedono solo alcune     caratteristiche  degli esseri viventi ma     sono  privi di processi metabolici essenziali  sono particelle inerti che si attivano solo        quando penetrano in una cellula vivente
Invadere per sopravvivere...Sfruttano ogni opportunità disponibile per penetrare  in cellule viventi (estrema plasticità e mutevolezza)
Ogni volta che infettano un organismo vivente        la conseguenza è una battagliaIn genere:  costretti a una serie ininterrotta di infezioni x garantirsi sopravvivenza a lungo terminema...Essendo particelle inerti, non hanno                un ruolo attivo nella diffusioneNon provocano deliberatamente malattie ma        l’infezione xlo+ indebolisce o distrugge le cellule.
Origine virus?Frammenti indisciplinati di materiale          genetico sfuggiti dai cromosomi?1° passo: “geni mobili” che “saltano”       sui cromosomi  (Trasposoni)2° passo: Plasmidi, anelli di DNAindip. trasmessi alle cellule figlie.           A volte scambiati nella coniugazione batterica
Ippocrate – 1800: malattie causate da viruse miasmi
Metà ‘800 (Pasteur e Koch): origine     microbica delle malattie infettive   - Lyster e Semmelweiss: antisepsiInizio ‘900: identificate diverse        centinaia di Batteri    ma...molte gravi malattie           ancora senza causa 1938 (invenzione Microscopio      elettronico): studio strutt. VirusVecchie conoscenze?
Esiste un COMUNE DENOMINATOREtra antiche e nuove malattie infettive?Sì, come spiega J. Diamondin “Armi, acciaio e malattie” –Cap. XI:   “Il dono fatale del bestiame”
Origine delle malattie infettiveLe grandi malattie epidemiche si sono           evolute a partire da infezioni animali:Buoi   ->Morbillo  -  Vaiolo  -  Tubercolosi
 Maiali, anatre ->  Influenza
 Maiali, cani  -> Pertosse
 Uccelli (anatre?)  -> Malaria
 Topi    ->   Tifo    . . . . .  Anche se i relativi agenti sono        oggi esclusivi dell’uomo
Tutto iniziò circa 10.000 anni fa...Nascita dell’agricoltura  -> Società numerose e dens. popolate
 Insediamenti agricoli   ->  Roditori
 Sedentarietà   ->  Convivenza con i propri rifiuti
 Più stretto contatto con animali domestici   Dal nomadismo                        -> all’agricoltura                                             -> all’urbanizzazione... i virus hanno sempre sfruttato i                           cambiamenti x trarne il max. vantaggio
Anche molte altre malattie più recenti sono iniziate come zoonosi
Virus che infettano naturalmente gli animali    (vettori e serbatoi),  con i quali evolvono          in parallelo fino a diventare innocui:
Metà anni ‘70: “Infectiousdiseases areover in the industrialized world...”1993 -’95: Epidemia di Hantanegli USA  (mortalità 50%)In genere: infezioni emergenti causate da virus x niente nuovi, ma che hanno modificato le proprie abitudiniChiave:intrusione dell’uomo in ambienti naturaliFebbri emorragiche:   Diffondono per contatto diretto(Lassa, Ebola...)        Terrificante tasso di mortalità   ->Causano  epidemie       esplosive  ma  localizzate(molto peggio se       diffondessero x inalazione)
Altri fattori hanno favorito    “salti di specie”  ed  Epidemie...In passato:
Nascita delle Città e, in tempi moderni, di Metropoli
Apertura di rotte commerciali tra Europa Asia e N.Africa
Colonizzazione
Guerre      Armi batteriologiche
 XX sec.:Rottura equilibri  (deforestazione, deviazione acque,  allev. intensivi) Globalizzazione di merci e di migrazioni      Guerre
Trasformazioni sociali in società postbelliche)L’incontro (?) tra Antico e Nuovo      Mondo:  uno scambio ineguale...Europa  ->  America:   almeno 12 malattie letaliAmerica  ->  Europa:  Sifilide?    Motivi:Società più giovani
Civiltà isolate
Pochi animali domestici   (e con minore intimità fisica)
Conseguenze...Messico  1520: in 2 anni il vaiolo dimezza gli aztechi
Messico  1620:  in 100 anni i 20 milioni di                       precolombiani si riducono a 1,5 milioniPerù  1530: in pochi anni Pizarro, con 168 uomini,                               cancella la civiltà  IncaNordamerica:  quasi 20 milioni di indiani sterminati     da germi d’origine europeaNuovo mondo 1492–1700:        scompare il 95% della          popolazione indigena
Richiede: Stretto  contatto  ( ->  bombardamento                                       microbico costante) Molte mutazioni  ( ->  Specie diverse anche                         dal PdV biochimico e immunitario) (a volte:  Cambio di vettore intermedio)
Vantaggio: i patogeni si riproducono      molto velocemente ed evolvono           altrettanto rapidamenteIl salto di specie:  un esempio   di selezione naturale al lavoro
2 esempi di evoluzione microbica:Virus della Mixomatosi: Introdotto in Australia per contenere  il n° di conigli,uccide...1° anno -> 99,8% c. infettati3° anno -> 90%      “      “Dopo 7 anni -> 25%    “ I conigli si sono adattati
 Il virus è   diventato meno  aggressivoTreponema pallidum     (agente della Sifilide):1495:  alla sua comparsa in Europa è una malattia mortale in pochi mesi le cui ulcere fanno staccare interi  brandelli di carneFine ‘500:  la virulenza si è già attenuata notevolmente
Strategie  diverse...Virus del raffreddore: si diffonde per via aerea -> Folla  L’infettato non si ammala ma continua a entrare   in contatto con molte persone, infettandole  (è imp. la propagazione  prima della  risposta immunitaria!)                                                                Virus della febbre gialla: è veicolato da zanzare  ->Strategia:  confinare la vittima                                   a letto, inferma, per assicurare                                    un serbatoio di sangue infetto
Virus a trasmissione sessuale   (hiv, hpv, herpes simplex...):                          Facile propagazione...                     ma non in società  monogame
 Per massimizzare opportunità aumentano            i metodi di diffusione. In molti casi evitano risposta immunitaria con lunghe       latenze intervallate da periodici picchi di produzione. L’HIV ottimizza le possibilità di successo con    lunghissima infezione latente .                                                                    Il sieropositivo è...  in buona salute
  sex. attivo
  contagiosoStrategie dei virus a          trasmissione sessuale:
“Quella  delle malattie infettive  è      ormai una questione chiusa...”Dir. Gen. Sanità USA,  1969- Inizio anni ’80: esplode l’epidemia di AIDS- Grande risonanza mediatica:“La peste del 2000”“Sterminate gli omosessuali”“Via dall’asilo la bimba dell’aids”- Tutto sembra aver inizio con5 giovani gay colpiti da  Pneumocystiscarinii26 omosex con  Sarcoma di Kaposi(malattie da sist. Immunitario assai compromesso)L’angelo sterminatore
1983: virus HIV isolato in FranciaDa dove viene il virus?Molte le Leggende urbane,  ma...Emergono prove di Zoonosi  (da SIV: sporadici contagi da caccia o macellazione di scimpanzè).
Anni ‘50 -> HIV 1    Anni ‘60 -> HIV 2
Epicentro: Africa occ. ma non ancora epidemico
Anni ’70-’80:  grandi migrazioni: il virus  si                propaga lungo le grandi arterie africane...Verso le città
Al seguito degli eserciti
Favorito da vaccinazioni?Il siv è virus assaiantico  e ancheil salto di specie potrebbe non essere recenteLa vita sociale dello scimpanzè comporta elevata promiscuità
  1996: l’HIV diventa pandemicoViaggi  intercontinentaliCommercio   internazionale   di emoderivatiAumentata   promiscuità   sessualeDiffusione   globale   di droghe   iniettabiliAlta mutagenicitàModalità di trasmissione
E un po’ di sana pubblicità                progresso...You Can Get’s AIDS FromYourpartners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Partners’ .1-800-299-AIDS
Un dogma della Biologia...Informazione biologica: DNARNA L’HIV è un retrovirus:in tali virus si ha unatrascrizione inversa, in contrasto col dogma.Il nuovo DNA virale è poi  integrato nel DNA della    cellula ospite e da quel    momento trattato come         se ne facesse parte.
Integrazione geni nel DNA dell’ospite...x Virus a DNA ->  evento facoltativo  (e raro)  x Retrovirus->tappa obbligata! Una volta integrati possono      poi rimanere latenti a vita.Se la cellula si divide  -> anche il DNA virale duplica autonomamente senza esprimere proprie proteine   ->  nessuna risposta              immunitaria

Virus & vaccini

  • 1.
    Di virus, vaccini, pandemie e altre amenità...Vecchie conoscenze ed emergenze prossime ventureRoberto Truzzi - Ist. Manzoni
  • 2.
  • 3.
    Storie antiche:Il flagellodel VAIOLO ha accompagnato l’ intera Storia umanaLa PESTE del ‘300 uccise circa 1/4 della popolazione europeaMalattie come MORBILLO e VAIOLO contribuirono alla scomparsa delle Civiltà precolombiane ...
  • 4.
  • 5.
    Storia recente:3 grandipandemie nel XX secoloInfluenza Spagnola (‘18)
  • 6.
  • 7.
    HIV/AIDS (‘80-> )Ricadute sociali. Un piccolo esempio...
  • 8.
    E, nel III Millennio...
  • 9.
    Malattie emergentiNegliultimi 30 anni...aumento senza precedenti di casi di malattie infettive tra cui:Ebola
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    .......E inItalia?Malaria
  • 14.
    Siamo preparati? Sì e No... Sì: tecnologie Nì: farmaci
  • 15.
    No: atteggiamento, consapevolezza, preparazione, personale medico, virologi...“Qui, lo vedi, bisogna correre a tutta velocità per restare sempre nello stesso punto...”La Regina rossa ad Alice“La principale minaccia al perpetuarsi del dominio dell’uomo sul pianeta è un Virus...”J. Lederberg, Premio Nobel
  • 16.
    Grande è ildisordine sotto il cielo... Informazione non sempre corretta fornita dalla stampa: Virus e Batteri creature simili? Sia Virus che Batteri possono provocare polmoniti, meningiti, gastroenteriti Frasi celebri: “E’ solo un virus...”Microrganismi, Bacilli, Microbi,Germi, Virus...
  • 17.
    Ma... Cos’è unVirus? “Un virus è un virus, è un virus, è un virus...” “Una brutta notizia incartata in proteine” Sir Peter Medavar La vita (?) ridotta all’essenziale Ingegnosi, scaltri, manipolatori, sovversivi?Principali caratteristiche: Particelle inerti
  • 18.
    Materiale genetico:DNA o RNA, mai entrambi!
  • 19.
    Nessun meccanismomolecolare per produrre Energia o sintetizzare Proteine Parassiti intracellulari obbligati
  • 20.
    Contengono da2 a 200 geniMentre i Batteri... Sono diretti discendenti delle prime forme di vita
  • 21.
  • 22.
    Sopravvivono anchesenza l’aiuto di altri viventima... Nessuna Vita sulla Terra senza batteri! (Riciclaggio)
  • 23.
    Pascolano sulcorpo umano o al suo internoma... Solo raramente patogeni
  • 24.
    A volteil rapporto è simbioticoDimensioni? Entità submicroscopiche (20-300 nm)
  • 25.
    - Sono organismiviventi? - Occupano un posto nell’albero della vita?Dipende dal punto di vista(Epidemiologi vs Biologi molecolari)  possiedono solo alcune caratteristiche degli esseri viventi ma sono privi di processi metabolici essenziali  sono particelle inerti che si attivano solo quando penetrano in una cellula vivente
  • 26.
    Invadere per sopravvivere...Sfruttanoogni opportunità disponibile per penetrare in cellule viventi (estrema plasticità e mutevolezza)
  • 27.
    Ogni volta cheinfettano un organismo vivente la conseguenza è una battagliaIn genere: costretti a una serie ininterrotta di infezioni x garantirsi sopravvivenza a lungo terminema...Essendo particelle inerti, non hanno un ruolo attivo nella diffusioneNon provocano deliberatamente malattie ma l’infezione xlo+ indebolisce o distrugge le cellule.
  • 28.
    Origine virus?Frammenti indisciplinatidi materiale genetico sfuggiti dai cromosomi?1° passo: “geni mobili” che “saltano” sui cromosomi (Trasposoni)2° passo: Plasmidi, anelli di DNAindip. trasmessi alle cellule figlie. A volte scambiati nella coniugazione batterica
  • 29.
    Ippocrate – 1800:malattie causate da viruse miasmi
  • 30.
    Metà ‘800 (Pasteure Koch): origine microbica delle malattie infettive - Lyster e Semmelweiss: antisepsiInizio ‘900: identificate diverse centinaia di Batteri ma...molte gravi malattie ancora senza causa 1938 (invenzione Microscopio elettronico): studio strutt. VirusVecchie conoscenze?
  • 31.
    Esiste un COMUNEDENOMINATOREtra antiche e nuove malattie infettive?Sì, come spiega J. Diamondin “Armi, acciaio e malattie” –Cap. XI: “Il dono fatale del bestiame”
  • 32.
    Origine delle malattieinfettiveLe grandi malattie epidemiche si sono evolute a partire da infezioni animali:Buoi ->Morbillo - Vaiolo - Tubercolosi
  • 33.
    Maiali, anatre-> Influenza
  • 34.
    Maiali, cani -> Pertosse
  • 35.
    Uccelli (anatre?) -> Malaria
  • 36.
    Topi -> Tifo . . . . . Anche se i relativi agenti sono oggi esclusivi dell’uomo
  • 37.
    Tutto iniziò circa10.000 anni fa...Nascita dell’agricoltura -> Società numerose e dens. popolate
  • 38.
  • 39.
    Sedentarietà -> Convivenza con i propri rifiuti
  • 40.
    Più strettocontatto con animali domestici Dal nomadismo -> all’agricoltura -> all’urbanizzazione... i virus hanno sempre sfruttato i cambiamenti x trarne il max. vantaggio
  • 41.
    Anche molte altremalattie più recenti sono iniziate come zoonosi
  • 42.
    Virus che infettanonaturalmente gli animali (vettori e serbatoi), con i quali evolvono in parallelo fino a diventare innocui:
  • 43.
    Metà anni ‘70:“Infectiousdiseases areover in the industrialized world...”1993 -’95: Epidemia di Hantanegli USA (mortalità 50%)In genere: infezioni emergenti causate da virus x niente nuovi, ma che hanno modificato le proprie abitudiniChiave:intrusione dell’uomo in ambienti naturaliFebbri emorragiche:  Diffondono per contatto diretto(Lassa, Ebola...) Terrificante tasso di mortalità ->Causano epidemie esplosive ma localizzate(molto peggio se diffondessero x inalazione)
  • 44.
    Altri fattori hannofavorito “salti di specie” ed Epidemie...In passato:
  • 45.
    Nascita delle Cittàe, in tempi moderni, di Metropoli
  • 46.
    Apertura di rottecommerciali tra Europa Asia e N.Africa
  • 47.
  • 48.
    Guerre  Armi batteriologiche
  • 49.
    XX sec.:Rotturaequilibri (deforestazione, deviazione acque, allev. intensivi) Globalizzazione di merci e di migrazioni Guerre
  • 50.
    Trasformazioni sociali insocietà postbelliche)L’incontro (?) tra Antico e Nuovo Mondo: uno scambio ineguale...Europa -> America: almeno 12 malattie letaliAmerica -> Europa: Sifilide? Motivi:Società più giovani
  • 51.
  • 52.
    Pochi animali domestici (e con minore intimità fisica)
  • 53.
    Conseguenze...Messico 1520:in 2 anni il vaiolo dimezza gli aztechi
  • 54.
    Messico 1620: in 100 anni i 20 milioni di precolombiani si riducono a 1,5 milioniPerù 1530: in pochi anni Pizarro, con 168 uomini, cancella la civiltà IncaNordamerica: quasi 20 milioni di indiani sterminati da germi d’origine europeaNuovo mondo 1492–1700: scompare il 95% della popolazione indigena
  • 55.
    Richiede: Stretto contatto ( -> bombardamento microbico costante) Molte mutazioni ( -> Specie diverse anche dal PdV biochimico e immunitario) (a volte: Cambio di vettore intermedio)
  • 56.
    Vantaggio: i patogenisi riproducono molto velocemente ed evolvono altrettanto rapidamenteIl salto di specie: un esempio di selezione naturale al lavoro
  • 57.
    2 esempi dievoluzione microbica:Virus della Mixomatosi: Introdotto in Australia per contenere il n° di conigli,uccide...1° anno -> 99,8% c. infettati3° anno -> 90% “ “Dopo 7 anni -> 25% “ I conigli si sono adattati
  • 58.
    Il virusè diventato meno aggressivoTreponema pallidum (agente della Sifilide):1495: alla sua comparsa in Europa è una malattia mortale in pochi mesi le cui ulcere fanno staccare interi brandelli di carneFine ‘500: la virulenza si è già attenuata notevolmente
  • 59.
    Strategie diverse...Virusdel raffreddore: si diffonde per via aerea -> Folla L’infettato non si ammala ma continua a entrare in contatto con molte persone, infettandole (è imp. la propagazione prima della risposta immunitaria!)  Virus della febbre gialla: è veicolato da zanzare ->Strategia: confinare la vittima a letto, inferma, per assicurare un serbatoio di sangue infetto
  • 60.
    Virus a trasmissionesessuale (hiv, hpv, herpes simplex...): Facile propagazione... ma non in società monogame
  • 61.
    Per massimizzareopportunità aumentano i metodi di diffusione. In molti casi evitano risposta immunitaria con lunghe latenze intervallate da periodici picchi di produzione. L’HIV ottimizza le possibilità di successo con lunghissima infezione latente . Il sieropositivo è... in buona salute
  • 62.
    sex.attivo
  • 63.
    contagiosoStrategiedei virus a trasmissione sessuale:
  • 64.
    “Quella dellemalattie infettive è ormai una questione chiusa...”Dir. Gen. Sanità USA, 1969- Inizio anni ’80: esplode l’epidemia di AIDS- Grande risonanza mediatica:“La peste del 2000”“Sterminate gli omosessuali”“Via dall’asilo la bimba dell’aids”- Tutto sembra aver inizio con5 giovani gay colpiti da Pneumocystiscarinii26 omosex con Sarcoma di Kaposi(malattie da sist. Immunitario assai compromesso)L’angelo sterminatore
  • 65.
    1983: virus HIVisolato in FranciaDa dove viene il virus?Molte le Leggende urbane, ma...Emergono prove di Zoonosi (da SIV: sporadici contagi da caccia o macellazione di scimpanzè).
  • 66.
    Anni ‘50 ->HIV 1 Anni ‘60 -> HIV 2
  • 67.
    Epicentro: Africa occ.ma non ancora epidemico
  • 68.
    Anni ’70-’80: grandi migrazioni: il virus si propaga lungo le grandi arterie africane...Verso le città
  • 69.
  • 70.
    Favorito da vaccinazioni?Ilsiv è virus assaiantico e ancheil salto di specie potrebbe non essere recenteLa vita sociale dello scimpanzè comporta elevata promiscuità
  • 71.
    1996:l’HIV diventa pandemicoViaggi intercontinentaliCommercio internazionale di emoderivatiAumentata promiscuità sessualeDiffusione globale di droghe iniettabiliAlta mutagenicitàModalità di trasmissione
  • 72.
    E un po’di sana pubblicità progresso...You Can Get’s AIDS FromYourpartners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Ex-Partners’ Ex-partners’ Ex-Partners’ Partners’ .1-800-299-AIDS
  • 73.
    Un dogma dellaBiologia...Informazione biologica: DNARNA L’HIV è un retrovirus:in tali virus si ha unatrascrizione inversa, in contrasto col dogma.Il nuovo DNA virale è poi integrato nel DNA della cellula ospite e da quel momento trattato come se ne facesse parte.
  • 74.
    Integrazione geni nelDNA dell’ospite...x Virus a DNA -> evento facoltativo (e raro) x Retrovirus->tappa obbligata! Una volta integrati possono poi rimanere latenti a vita.Se la cellula si divide -> anche il DNA virale duplica autonomamente senza esprimere proprie proteine -> nessuna risposta immunitaria