Nido Virus del Pitone reale

NIDOVIRUS DEL PITONE REALE
di Mark D. Stenglein, Elliott R. Jacobson, Edward J. Wozniak, James F. X. Wellehan, Anne Kincaid, Marcus Gordon, Brian F. Porter, Wes Baumgartner, Scott Stahl, Karen Kelley, Jonathan S. Towner, Joseph L. DeRisi.
Fonte originale: http://mbio.asm.org/content/5/5/e01484-14.full Traduzione: Andrea Peltrini
SOMMARIO
Una malattia respiratoria grave, spesso fatale, è stata osservata nei Python Regius in cattività fin dai tardi anni ’90. Per comprendere meglio questa malattia e la sua eziologia, abbiamo raccolto casi e campioni e sviluppato analisi diagnostica e patologica. I micrografi elettronici hanno rivelato particelle di virus filamentosi nelle cellule epiteliali del polmone degli animali malati. I test diagnostici effettuati non hanno riscontrato nessun agente eziologico conosciuto, perciò è stato effettuato uno screening della composizione genetica del virus. E’ stata riscontrata un’abbondante quantità di sequenze genetiche tipiche del nidovirus al punto da poter identificare un nuovo, prima sconosciuto, virus nell’ordine Nidovirales. I nidovirus, che prima non si sapevano in grado di infettare rettili “non-aviari”, sono un ordine che include importanti patogeni umani e animali. La presenza del RNA del virus è stato confermato in tutti gli animali malati presi in esame ma non è stato riscontrato negli animali sani. I livelli di concentrazione del RNA del virus erano generalmente molto alti nel polmone e negli altri tessuti del sistema respiratorio. Il genoma del virus da 33,5-kb (chilo coppia base, unità di misura della lunghezza fisica di sequenze di acidi nucleici a doppio filamento – N.d.T.) è il più grande genoma RNA mai descritto e condivide le caratteristiche canoniche con altri genomi dei nidovirus, sebbene molte caratteristiche lo distinguono dagli altri. Questo virus, che abbiamo chiamato “nidovirus dei pitoni reali” (BPNV – ball python nidovirus), ha stabilito un nuovo gene nella sottofamiglia delle Torovinae. L’identificazione di un nuovo nidovirus nei rettili contribuisce alla nostra comprensione della biologia ed evoluzione di virus simili e la sua associazione con la malattia polmonare dei Python Regius è un promettente passo verso la delucidazione di un’eziologia per questa vecchissima malattia veterinaria. Inoltre lo studio del nidovirus dei pitoni reali potrebbe aiutare a comprendere meglio sia le malattie che i virus che causano gli stessi problemi all’uomo e ad altri animali.
INTRODUZIONE
L’ordine Nidovirales abbraccia un ampio gruppo di virus che include importanti patogeni umani e
animali. Questi virus causano una varietà di malattie che vanno da lievi infezioni intestinali a gravi patologie respiratorie e febbri emorragiche. Esempi di nidovirus che causano malattie includono il coronavirus responsabile della SARS e altri coronavirus responsabili di lievi problemi respiratori nell’uomo, il virus dell’arterite equina, il virus della sindrome respiratoria e riproduttiva del suino

(PRRS) e il virus “testa gialla” (YHV, yellow head virus, che causa malattie nei gamberi e negli scampi – N.d.T.). I nidovirus sono caratterizzati dalla loro generale architettura del genoma, distinti tratti di manifestazione del gene e dalla presenza di un determinato insieme di domini (moduli proteici – N.d.T.) nelle loro poliproteine non strutturali. I nidovirus si raggruppano in cinque gruppi che sono stati categorizzati tassonomicamente in quattro famiglie: Arteriviridae, Roniviridae, Mesoniviridae, e Coronaviridae. I virus della famiglia Coronaviridae (sottofamiglie Torovinae e Corovirinae) hanno il più grande genoma RNA conosciuto. Sebbene si sapesse che i nidovirus potessero infettare mammiferi, uccelli, pesci e crostacei, non era mai stato descritto alcun nidovirus riferito ai rettili non-aviari.
I pitoni reali sono diventati uno dei tipi di rettile più venduti e detenuti. Nativi dell’Africa Occidentale, questi serpenti sono diventati molto popolari grazie alla loro tagli piuttosto modesta (circa 1,5 m), comportamento docile e facilità di stabulazione. L’accoppiamento selettivo dei soggetti in cattività ha dato origine a un’enorme varietà di colorazioni e pattern (morph), molti dei quali si vendono a prezzi estremamente alti. Dagli anni ’90 i veterinari erano a conoscenza di una patologia del tratto respiratorio come sindrome comune nei pitoni reali. Questa sindrome è caratterizzata da faringite, sinusite, stomatite, tracheite e una proliferante polmonite interstiziale. Le caratteristiche cliniche ed epidemiologiche suggerivano un’eziologia di tipo infettivo. In questo studio abbiamo investigato la patologia e l’eziologia di questa malattia. Abbiamo ottenuto campioni da 7 collezioni negli Stati Uniti, effettuato necropsie e raccolto campioni di tessuto per l’analisi al microscopio ottico ed elettronico (TEM). Sebbene il TEM del polmone abbia suggerito un’eziologia virale, le diagnosi molecolare tradizionale non è stata in grado di identificare un agente. Abbiamo utilizzato una messa in sequenza metagenomica per identificare e assemblare il genoma di un nuovo virus dell’ordine Nidovirales.
Here we describe clinical and pathological manifestations of this disease, ultrastructural findings, tissue tropism, disease association, and subgenomic RNA expression and analyze the genome of this virus in the context of related viruses.
RISULTATI
Tra il 2006 e il 2013 sono stati raccolti campioni fissati e congelati di serpenti malati in collezioni provenienti da Wisconsin, Texas, Florida, Oklahoma e Pennsylvania. Sono state effettuate necropsie su 9 serpenti con segni di malattie respiratorie e vari tessuti sono stati conservati per istologie patologiche. Campioni di polmone provenienti da due serpenti sono stati usati per il TEM. Sono state evidenziate lesioni sia nel tratto respiratorio superiore che in quello inferiore di tutti i serpenti esaminati. Quattro erano affetti da stomatite/faringite e uno di questi anche da sinusite. Tre serpenti erano affetti de emorragia polmonare, tre avevano muco nelle vie respiratorie e tre presentavano vari gradi di inspessimento polmonare. A livello microscopico quattro serpenti erano affetti da stomatite a diversi stadi di gravità. Otto su nove erano affetti da tracheite e quattro di questi da iperplasia nell’epitelio tracheale. Tutti e nove presentavano chiari segni di polmonite interstiziale e malattie in altre parti del corpo tra cui nefrite, encefalite, salpingite, dermatite, colite e congiuntivite. Non è chiaro se queste patologie siano legate al problema polmonare. […]
Abbiamo quindi effettuato analisi arrivando alla conclusione che esiste un tipo di Nidovirus responsabile della patologia e dell’infezione respiratoria dei pitoni reali. La relazione evolutiva tra il nidovirus in questione e gli altri nidovirus è parzialmente chiara. Questo virus fa parte della

sottofamiglia delle Torovinae, i torovirus trovati nei mammiferi e i bafinivirus trovati nei pesci con pinne a raggera. Questo suggerisce che il virus dei pitoni reali si sia evoluto di pari passo con questi ultimi due tipi di virus. L’apparenza ultrastrutturale e la dimensione del virus è molto simile a quella del Bafinvirus sebbene non sia stata ancora provata la corrispondenza tra quanto osservato nei micrografi elettronici e la sequenza del virus. Proponiamo che il nidovirus dei pitoni reali costituisca un nuovo genere nelle Torovirinae chiamato Barnivirus, che sta per “bacilliform reptile nidovirus” (nidovirus bacilliforme dei rettili), una convenzione già usata in passato per il nome del Bafinivirus.
Gli attuali standard dell’erpetocultura incoraggiano la trasmissione di malattie e possono promuovere un aumento della virulenza patogena. Le operazioni di accoppiamento degli animali in cattività sono spesso ortate avanti in condizione di forte densità e gli allevatori presenziano spesso a fiere di settore in cui gli animali provenienti da diversi allevamenti sono esposti molto vicini gli uni agli altri. Inoltre animali di diverse aree geografiche ed ecologiche sono comunemente importati e mescolati osservando periodi di quarantena molto brevi. Queste pratiche incrementano l’esposizione ai patogeni e abbassano le barriere di trasmissione. Questo è evidente nel caso di tartarughe allevate che solitamente hanno altissimi livelli di Salmonella al contrario di quanto accade negli esemplari che si trovano in natura. La stessa situazione si può osservare nel Calcivirus felino che infatti viene riscontrato in modo estremamente elevato nei felini che vivono in gattili o rifugi. Monitorando i pitoni reali selvaggi in Africa avremo sicuramente maggiori dati. Sono comunque consigliabili maggiori investigazioni su questo patogeno, una maggiore sorveglianza delle malattie e un miglioramento delle pratiche di biosicurezza negli allevamenti di pitoni reali.
Restano comunque senza risposta diverse questioni legate al nidovirus dei pitoni reali. Non è chiaro infatti quale sia il range di ospitalità del virus, se i pitoni reali siano l’ospite naturale primario né come e se il virus si possa trasmettere e replicare in altri serpenti, rettili o animali. Le vie di trasmissione per questo virus restano per ora ignote. Inoltre c’è ancora da determinare quanto sia effettivamente diffuso questo virus, sebbene i campioni raccolti provengano da località degli USA molto distanti tra loro e questo determina già una diffusione piuttosto ampia.