Virus Ebola (EBOV)

Caratteristiche

Il virus Ebola conosciuto anche come Zaire Ebolavirus (Fig.1) è un virus a RNA a singolo filamento negativo di circa 19000 nucleotidi, caratterizzato da una porzione codificante costituita da 7 geni ed altre regioni, più brevi, non codificanti. È un virus appartenente alla famiglia dei Filoviridae e presenta una classificazione più complessa rispetto ad altri virus. Nella famiglia dei Filoviridae si classificano infatti tre generi: Cuevavirus, Marburgvirus ed Ebolavirus. Quest’ultimo è caratterizzato, a sua volta, da sei specie:

  • Zaire ebolavirus (EBOV o ZEBOV);
  • Reston ebolavirus (RESTV o REBOV);
  • Bundibugyo ebolavirus (BDBV);
  • Tai Forest ebolavirus (TAFV);
  • Sudan ebolavirus (SUDV o SEBOV);
  • Bombali ebolavirus (BOMV).

Lo Zaire ebolavirus fu descritto per la prima volta in Africa nel 1976: in quell’anno, infatti, in Sudan e nello Zaire (oggi Repubblica democratica del Congo) ci furono due focolai di febbre emorragica, conseguenza dell’infezione da Zaire ebolavirus, ad oggi conosciuto più comunemente come EBOV o ZEBOV. Questo virus è stato inoltre la causa di diverse ed importanti epidemie localizzate in Africa: la prima, nel 2014 – 2016, ha interessato paesi come la Nigeria, la Liberia e la Repubblica della Sierra Leone. La seconda, nel 2018 – 2019, è stata riscontrata principalmente nella Repubblica democratica del Congo ed in Uganda.

Zaire Ebolavirus
Figura 1 – Zaire ebolavirus

Filogenesi

Dominio Acytota
GruppoV (ssRNA-)
OrdineMononegavirales
FamigliaFiloviridae
GenereEbolavirus
SpecieZaire ebolavirus
Sottotipo viraleEBOV

Morfologia strutturale

La particella virale non presenta una struttura standard: la forma, infatti, può essere filamentosa, circolare, ma può presentarsi anche a lettera “U” ed a numero “6”. Il suo diametro non supera gli 80 nm e presenta un envelope esterno costituito da peplomeri che riveste il nucleocapside. Il virus Ebola codifica sette proteine strutturali (Fig.2): le quattro proteine del nucleocapside (VP24, VP30, VP35 e VP40), la nucleoproteina NP e la glicoproteina GP ed infine l’RNA polimerasi – RNA dipendente (proteina L). L’associazione di tutte queste proteine forma il nucleocapside ed ognuna di queste ha una funzione ben specifica:

  • la Nucleoproteina (NP) è la componente maggiore del complesso nucleocapsidico e coadiuva assieme alla proteina L la replicazione e la trascrizione del genoma;
  • la Glicoproteina (GP) ha un ruolo centrale nelle fasi di adsorbimento e penetrazione del virus nelle cellule bersaglio;
  • La Proteina L o RNA polimerasi – RNA dipendente è parte del complesso enzimatico della polimerasi;
  • Le proteine del nucleocapside, VP24, VP30, VP35, VP40 esplicano le loro funzioni nell’assemblaggio, nella liberazione del virione e nella trascrizione (VP30), ma soprattutto VP24, VP35, VP40 hanno un ruolo centrale nell’evasione del virus rispetto alla risposta immunitaria essendo antagonisti dell’interferone.
Genoma di EBOV e proteine strutturali del virus
Figura 2 – Genoma e proteine strutturali del virus Ebola

Il virus, per entrare nelle cellule bersaglio, utilizza l’adsorbimento mediato dalla proteina GP a cui segue il processo di endocitosi mediata da recettore (Fig.3). Questo meccanismo ha come conseguenza l’acidificazione della vescicola endocitica con successiva fusione delle membrane virali; il risultato è il rilascio del nucleocapside nel citoplasma della cellula ospite. La proteina L trascrive in direzione 3′ – 5′ il genoma in singoli mRNA monocistronici; quando i livelli di proteine virali – in particolare la NP – aumentano, inizia il meccanismo di replicazione con la sintesi di nuovi ssRNA.

Ciclo vitale EBOV
Figura 3 – Rappresentazione del complesso meccanismo del ciclo vitale del virus Ebola

Patogenesi

Il virus EBOV si trasmette all’uomo, come trasmissione primaria, attraverso il contatto con sangue e/o fluidi di animali infetti (gorilla infetti, scimpanzé, pipistrelli, scimmie).

La trasmissione da uomo a uomo, che rientra nella secondaria e che permette quindi il diffondersi del virus nella comunità, avviene per contatto diretto, attraverso lesioni della cute o delle mucose, con sangue, secrezioni e fluidi corporei di persone precedentemente infette. Negli anni che hanno visto l’Africa soffrire estremamente per l’epidemia da EBOV, sono stati moltissimi gli operatori sanitari, ad esempio gli infermieri, che sono stati infettati dai pazienti durante la loro cura, a causa delle precauzioni non strettamente idonee per il controllo di tale infezione.

Il meccanismo patogenetico del virus non è ancora del tutto conosciuto: generalmente presenta un’ incubazione media di 4-10 giorni, durante la quale la replicazione del virus è particolarmente attiva nei monociti e nei macrofagi, a cui segue la disseminazione nei linfonodi, reni, fegato e milza. I primi sintomi (Fig.4), aspecifici, riguardano la comparsa di febbre, brividi, malessere generale e dolori muscolari. Questo quadro viene poi aggravato dalla comparsa di una sintomatologia molto più severa che riguarda quasi tutti i distretti: sistema nervoso con letargia e coma, respiratorio con tosse persistente ed insufficienza respiratoria per cui spesso è necessario il ricovero in terapia intensiva, gastrointestinale con nausea, dolori addominali e diarrea e vascolare con comparsa di edema e cutaneo con esantema maculo papuloso. Spesso sono presenti anche insufficienza renale ed epatica, mentre nei parametri di laboratorio, all’esame emocromocitometrico è presente una bassa conta di globuli bianchi e piastrine ed a livello biochimico è rilevabile un’ alterazione delle transaminasi epatiche, ALT ed AST.

Nella malattia da virus Ebola (EVD) sono molto frequenti i fenomeni emorragici multipli sia cutanei sia viscerali a carico della pelle con comparsa di petecchie, dell’apparato gastrointestinale con ematemesi e melena e dell’apparato urinario con ematuria. Questo quadro può essere aggravato ulteriormente dalla comparsa della coagulazione intravascolare disseminata (CID) a cui segue la morte del paziente per shock ipovolemico.

Sintomatologia EVD
Figura 4 – Sintomatologia EVD

Manipolazione dei campioni biologici infetti da EBOV: riduzione del rischio con Triton X-100

Presso l’Istituto Nazionale per le Malattie Infettive Lazzaro Spallanzani di Roma, sono stati eseguiti degli studi sperimentali riguardo l’utilizzo del Triton X-100, un tensioattivo non ionico utilizzato generalmente come detergente in biochimica clinica e come permeabilizzante delle cellule eucariotiche, come sostanza capace di ridurre il rischio biologico nell’esecuzione dei test di laboratorio. Questo perché, nonostante il virus EBOV debba essere rigorosamente manipolato nei laboratori di massima sicurezza, possono essere necessari esami urgenti da parte di alcuni laboratori di base. Inoltre, utilizzarlo come pretrattamento dei campioni biologici EBOV positivi, riesce a diminuire l’infettività del virus riducendo il rischio per l’operatore sanitario. È stato dimostrato altresì che l’aggiunta del Triton X-100 allo 0,01 % a campioni di sangue infetti, non altera i parametri di chimica clinica, ematologia e coagulazione, non interferendo quindi nei risultati clinici finali.

Metodi di identificazione

L’identificazione di EBOV attraverso la manipolazione dei campioni biologici infetti deve avvenire rigorosamente nei laboratori di biosicurezza 3 o 4. Tra i metodi più utilizzati per la diagnosi ricordiamo i metodi molecolari, attraverso l’applicazione della RT-PCR convenzionale e della Real Time RT-PCR che hanno come bersaglio la ricerca delle proteine virali NP, GP, VP40 e L. Il campione d’elezione è ovviamente il sangue ma le analisi possono essere svolte anche su diversi liquidi biologici, come la saliva e le urine. Altri metodi utilizzati per l’identificazione prevedono l’isolamento del virus in colture cellulari (in particolare utilizzando Cellule Vero E6, cellule renali di scimmia verde africana). Nella fase più avanzata della malattia anche le analisi sierologiche possono essere di aiuto, determinando la presenza degli anticorpi IgM ed IgG.

In alcuni casi può essere necessaria anche la diagnosi post mortem attraverso la ricerca degli antigeni virali su biopsia cutanea o epatica mediante immunoistochimica ed immunofluorescenza.

Poiché spesso, nella prima fase, la sintomatologia è simile ad altre patologie che hanno tra i sintomi principali la febbre, particolare riguardo va dato alla diagnosi differenziale. Devono essere escluse patologie come la febbre emorragica di Marburg – causata dal virus di Marburg, simile all’Ebola, facente parte della stessa famiglia – , la malaria e la tripanosomosi africana.

Terapia

Attualmente non esiste ancora una terapia specifica contro il virus EBOV. Generalmente la terapia utilizzata è quella di supporto, attraverso la somministrazione di farmaci mirati a diminuire la sintomatologia ad esso correlata. Durante l’epidemia del 2014 – 2016 il farmaco antivirale Remdesivir, facente parte degli analoghi nucleotidici, è stato sottoposto a diversi test clinici ed è stato successivamente usato, dati i risultati positivi, in diverse situazioni di emergenza nella seconda epidemia del 2018.

Per quanto riguarda la prevenzione, il vaccino sperimentale VSV-ZEBOV ha mostrato un alto livello di protezione ed è stato inizialmente utilizzato in un focolaio del 2018 nella Repubblica Democratica del Congo.

Fondamentale è inoltre la messa in pratica di tutte le misure precauzionali, tra cui il lavaggio delle mani, specialmente nell’ambito dell’assistenza sanitaria a pazienti infetti, al fine di ridurre il più possibile il rischio di trasmissione.

Priscilla Caputi

Fonti

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