Espressione di diverse sequenze geniche del Polyomavirus JC nel soggetto immunocompromesso

The immune system is important to protect the body against infections and then any functional deficiency facilitates the onset of severe infectious diseases (primary infection or reactivation). The state of immunosuppression, due to several pathological events, becomes the basis for the reactivation of viral pathogens already present in latent form in the body. JCV is an ubiquitous polyomavirus that infects humans during childhood and remains latent in the host organism after initial infection, sometimes alternating events of active replication and quiescent states, depending on the reactive capacity of infected organism. Despite of the appearance of antibodies, the virus is not eliminated by the body and remains latent in the kidney, the bone marrow, neurons, the lymphnodes and the intestinal epithelium. Under conditions of severe immunosuppression, the virus may reactivate and cause a fatal demyelinating disease known as Progressive Multifocal Leukoencephalopathy (PML). The mechanism of reactivation seems to be closely linked to the processes of replication and expression of specific gene sequences. Therefore, the aim of this study has been to evaluate the presence of JCV DNA in terms of the gene expression in two targets: the Large-T early region (early) or late mRNA intron mVP1/mVP2 (late) of JCV into five distinct groups of immunosuppressed individuals. Plasma samples have been analyzed from 200 patients admitted to the U.O. of hematology, transplantation, gastroenterology. 55 fresh and paraffin-embedded biopsy specimens obtained from patients with ulcerative colitis, precancerous forms or colon cancer and renal transplant have been also included in the study. Nested-PCR and Real-Time PCR methods have been used for the retrospective study, both to confirm the presence of viral JCV DNA and to evaluate the expression of the two searched gene sequences. Among all the analyzed plasma samples, only 26% (52/200) was negative; 38.5% were positive for the late region (77/200) and 25% for the early region (51/200). The simultaneous presence of both regions has been noted in 10% of cases (20/200). Given the prevalence of positive results in the late region and despite the early region is a diagnostic reference sequence, it seems that the late sequence plays a key role in the diagnosis of this type of subjects also confirmed by a statistically significant association between the two regions (p <0.05). VP1/VP2 sequence alone was detected in the biopsy specimens; this could depend on the replication mechanisms established after the state of latency or reactivation of the virus in cells permissive for it, as in the case of the intestinal epithelium cells. Since the expression of Large-T and VP1/VP2 is closely related to the end of the viral cycle, their location depends on the different stages of replication. The new diagnostic target, compared and supported to the traditional one, could clarify the evolution of pathologies related to this virus. The finding of two different viral regions may be helpful in clarifying the diagnosis and allowing proper monitoring in the case of ongoing therapy, thus optimizing the therapeutic intervention.

E' noto che il sistema immunitario rappresenta la base per la protezione dell'organismo dalle infezioni e quindi ogni suo deficit facilita l'insorgenza di malattie infettive e le rende più gravi. Lo stato di immunodepressione, in cui possono trovarsi alcuni soggetti a causa di diversi eventi patologici, diventa il presupposto per la riattivazione di agenti patogeni virali già presenti in forma latente nell organismo. Il JCV è un polyomavirus ubiquitario che infetta l uomo in età pediatrica e permane latente, dopo la prima infezione, nell organismo ospite, alternandosi talvolta ad episodi di attiva replicazione e stati di quiescenza a seconda della capacità reattiva del soggetto infetto. Nonostante la comparsa degli anticorpi, il virus non viene eliminato dall organismo ma rimane latente nel rene, nel midollo osseo, nelle cellule del tessuto nervoso, nei linfonodi e nell epitelio intestinale, rendendo l ospite portatore sano fino ad un eventuale riattivazione. In condizioni di severa immunosoppressione il virus potrebbe riattivare e indurre una fatale malattia demielinizzante conosciuta come Leucoencefalopatia Multifocale Progressiva (PML). Il meccanismo della riattivazione sembra essere strettamente legato ai processi di replicazione e all espressione di particolari sequenze geniche. E stato, quindi, oggetto di questo studio, la valutazione della presenza del DNA di JCV in termini di espressione genica di due differenti regioni del virus: la regione precoce Large-T (early) o l introne late mRNA di mVP1/mVP2 (late) di JCV in cinque distinti gruppi di soggetti immunodepressi. Sono stati analizzati 200 campioni di plasma di pazienti ricoverati presso le U.O. di ematologia, trapianti, gastroenterologia appartenenti a diversi nosocomi catanesi. Inoltre venivano inclusi 55 campioni bioptici a fresco e paraffinati provenienti da un numero corrispondente di pazienti affetti da RCU (mucosa intestinale), appartenenti a soggetti con forme precancerose o cancro del colon (formazione neoplastica) e trapiantati di rene (rene trapiantato). Per lo studio retrospettivo sono state applicate metodiche di Nested-PCR e Real-Time PCR sia per confermare la presenza del DNA virale di JCV sia per la valutazione dell espressione delle due sequenze geniche ricercate. Di tutti i plasma analizzati solo il 26% (52/200) risultava negativo, per gli altri si poteva apprezzare una positiva solo alla regione tardiva del 38,5% (77/200) e una positività per la sola regione precoce del 25% (51/200). La copresenza delle due regioni ricercate si notava nel 10% dei casi (20/200). Data la prevalenza di positività alla regione tardiva, sembra che, nonostante la regione early sia una sequenza di riferimento diagnostico, la sequenza late rivesta un ruolo fondamentale nella diagnosi di tale tipologia di soggetti confermato altresì da un associazione statisticamente significativa tra le due regioni (p<0,05). Per quanto riguarda i campioni bioptici, si aveva positività solo alle sequenza VP1/VP2; ciò potrebbe dipendere dai meccanismi di replicazione che si instaurano in seguito allo stato di latenza o riattivazione del virus nelle cellule per esso non permissive come nel caso delle cellule dell epitelio intestinale. Poiché l espressione di Large-T e VP1/VP2 è strettamente correlata al completamento del ciclo virale, il loro reperimento dipende dalle diverse fasi della replicazione. Il nuovo bersaglio diagnostico, quindi, confrontato ed affiancato a quello tradizionale, potrebbe chiarire l evoluzione delle patologie connesse a questo virus. La ricerca di due regioni differenti del virus potrebbe essere di aiuto nel chiarire la diagnosi e, laddove fosse in corso una terapia, permettere un corretto monitoraggio e l ottimizzazione dell intervento terapeutico.