Il virus

Nel mese di Febbraio 1991 presso l’Istituto Veterinario Centrale dei Paesi Bassi fu isolato l’agente causale della sindrome riproduttiva e respiratoria dei suini (PRRS).

L’agente fu categorizzato come virus e designato “virus di Lelystad” (LV). Ricerche successive portarono, nel mese di Luglio 1991, al soddisfacimento dei postulati di Koch.  Poco dopo l’isolamento del “Virus di Lelystad”, negli USA fu isolato un virus che mostrava segni clinici di campo simili, il quale fu designato ATCC VR-2332 (American Type Culture Collection VR-2332).

Classificazione del virus della PRRS
Il PRRSV appartiene alla famiglia delle Arteriviridae nel genere Arterivirus, ordine Nidovirales. Questo gruppo comprende anche il virus della lattato-deidrogenasi (LDV) del topo, il virus dell’arterite equina (EAV) e il virus della febbre emorragica della scimmia (SHFV). Il PRRSV è un virus di piccole dimensioni dotato di envelope, del diametro di 45-70 nm.



Il genoma è costituito da una molecola policistronica di RNA poliadenilato non segmentato, a singolo filamento, con polarità positiva, di 15,1-15,5 kb. In direzione da 5’ a 3’, contiene 10 open reading frame (ORF1a, ORF1b e ORF 2a, 2b, 3, 4, 5, 5a, 6 e 7) e una regione non tradotta all’estremità 3’. L’ORF1a e l’OF1b codificano per una poliproteina di grandi dimensioni, che si ritiene venga clivata autoproteoliticamente in almeno 13 proteine non strutturali di dimensioni più piccole, fra cui una RNA polimerasi dipendente dall’RNA virale. Recentemente, è stata descritta una proteina transfasica (transframe) (nsp2TF) risultante da un disturbo dell’ordine di lettura a livello ribosomiale nella regione corrispondente alla proteina non strutturale 2. Le ORF 2a, l’ORF2b e le ORF da 3 a 7 codificano rispettivamente per le proteine strutturali GP2a, 2b (definite anche “proteina E”),  GP3, GP4, M ed N.

Tali proteine sono espresse a partire da un insieme coterminale di mRNA subgenomici inseriti l’uno nell’altro all’estremità 3’. La GP5, codificata dall’ORF5, è la principale proteina dell’envelope ed è ritenuta coinvolta, singolarmente o come eterodimeri di GP5-M heterodimers, nell’adesione e nella penetrazione del virus nelle cellule bersaglio. La GP5 contiene il principale epitopo neutralizzante del PRRSV. La proteina M, codificata dall’ORF6, è una proteina integrale non glicosilata di membrana e la proteina N, codificata dall’ORF7, è la proteina nucleocapsidica.

Struttura
Il virus della PRRS ha una morfologia pleomorfa. Il virione ha forma da sferica a ovale con dimensioni che vanno da circa 50 a 65 nm, presenta un nucleo stratificato cavo del diametro di circa 40 nm e una superficie esterna liscia in cui sono inclusi i complessi proteici dell’envelope.
Il genoma è circondato dal nucleocapside, che è costituito da una catena a doppio strato di omodimeri della proteina nucleocapsidica che si avvolgono a formare una sfera cava. Il nucleo del nucleocapside è circondato da una membrana lipidica, l’envelope in cui sono incluse le proteine strutturali. Le proteine principali che costituiscono l’envelope lipidico sono la GP5 e la M, che insieme contengono almeno la metà delle proteine virali. La GP5 e la M formano un eterodimero. Le proteine strutturali minori GP2, GP3 e GP4 formano un complesso multimerico incorporato nell’envelope lipidico e, almeno per i virus della PRRS di Tipo 1, di questo complesso fa parte anche la proteina E. Si ritiene che la proteina ORF5a, scoperta di recente, sia l’ottava proteina strutturale del PRRSV, ma il suo orientamento nella particella virionica e la sua interazione con le altre proteine strutturali devono ancora essere chiarite.

Diversità genetica del PRRSV
Sin dai primi studi, vengono riconosciuti due diversi genotipi di PRRSV, designati come genotipo 1 (EU-Europeo) e genotipo 2 (NA-Nordamericano). I PRRSV di genotipo 1 e 2, pur condividendo somiglianze morfologiche e strutturali e la comparsa quasi simultanea nei due continenti, mostrano una significativa variazione molecolare e antigenica. I rispettivi ceppi virali prototipo (VR2332 e LV) condividono circa il 60% dell’identità nucleotidica a livello genomico.
All’interno di ciascun genotipo, gli isolati virali possono presentare una variabilità delle sequenze nucleotidiche anche del 20 %, derivante da mutazione puntiforme e da ricombinazione. Secondo i calcoli effettuati, il tasso di mutazione per i ceppi di PRRSV di genotipo 1 è compreso fra 1,4 x 10-2 sostituzioni di basi, per sito, per anno (s/s/y) e 7,7 ± 2,1 x 10-2 s/s/y. Tale tasso di mutazione è simile a quello descritto per altri virus a RNA. La variazione è distribuita in maniera non uniforme all’interno del genoma virale.

Pertanto, nei virus di genotipo 1, le regioni ORF1a che codificano per nsp1β ed nsp2 sono le più variabili, mentre la regione che codifica per nsp9 è la più conservata. L’eterogeneità sembra aumentare con il tempo.
Tuttavia, l’eterogeneità osservata negli isolati della PRRS di genotipo 1 non sembra essere dovuta esclusivamente all’evoluzione nel tempo. Altre risultanze indicano che anche l’evoluzione geografica di ceppi virali distinti può avere contribuito alla grande diversità dei ceppi di campo presenti in Europa. Sulla base della grande divergenza segnalata fra gli isolati provenienti dalla Danimarca e dall’Italia, Forsberg et al. hanno proposto di distinguere tre cluster europei (Lelystad-like, Danish-like e Italian-like). Inoltre, Stadejek et al. hanno dimostrato che all’interno del genotipo 1 esistono almeno quattro sottotipi. Vi è una netta demarcazione della diversità del PRRSV lungo il confine polacco orientale: i sottotipi 2, 3 e 4 si trovano soltanto a est del confine polacco orientale. Come mostrato nella Figura 1, in   Europa Centrale e Occidentale circola soltanto il sottotipo 1.

Nel loro complesso, i virus della PRRS mostrano un tasso di mutazione elevato, simile o superiore a quello di altri virus a RNA. Fin dalla sua comparsa, la diversità del PRRSV di genotipo 1 sul continente europeo è aumentata. Fattori temporali e geografici, fra cui il commercio di animali positivi al PRRSV fra Paesi/regioni geografiche diversi, hanno contribuito all’elevata variabilità dei ceppi di PRRSV presenti in Europa.