Ιός Ρότα

Ο Ιός Ρότα είναι η πιο κοινή αιτία της σοβαρής διάρροιας μεταξύ βρεφών και μικρών παιδιών, και είναι ένας από τους πολλούς ιούς που προκαλούν λοιμώξεις που συχνά ονομάζονται στομαχικές διαταραχές, παρά το γεγονός ότι δεν έχουν σχέση με την γρίπη. Πρόκειται για ένα γένος  δίκλωνου RNA ιού της οικογένειας Reoviridae. Στην ηλικία των πέντε ετών, σχεδόν κάθε παιδί στον κόσμο μολύνεται με τον Ιό Ρότα τουλάχιστον μια φορά. Παρόλα αυτά, με κάθε μόλυνση, αναπτύσσεται ανοσία, και τα συμπτώματα από επακόλουθη λοίμωξη είναι λιγότερο σοβαρά. Οι ενήλικες σπάνια μολύνονται.  Υπάρχουν πέντε είδη του ιού αυτού, που αναφέρονται ως A, B, C, D, και E είδος. Ο ιός Ρότα τύπου A, που είναι ο πιο κοινός, είναι υπεύθυνος για περισσότερο από το 90% των λοιμώξεων στον άνθρωπο.

Ο ιός μεταδίδεται από κόπρανα της γαστρεντερικής οδού. Μολύνει και καταστρέφει τα κύτταρα τα οποία δομούν το λεπτό έντερο και προκαλεί γαστρεντερίτιδα. Παρά το γεγονός ότι ο ιός Ρότα ανακαλύφθηκε το 1973 και αναλογεί στο 50% των νοσηλειών σοβαρής διάρροιας σε βρέφη και παιδιά, η σημασία του δεν είναι ακόμα ευρέως γνωστή στη κοινότητα της δημόσιας υγείας, ιδίως στις αναπτυσσόμενες χώρες. Εκτός από τις επιπτώσεις του στον άνθρωπο, ο ιός Ρότα μολύνει και ζώα, και είναι ιδιαίτερα παθογόνο και επιβλαβές στην κτηνοτροφία.

Η αντιμετώπιση των ασθενών με ιό Ρότα είναι συνήθως εύκολη, αλλά σε όλο τον κόσμο σχεδόν 500.000 παιδιά κάτω των πέντε ετών εξακολουθούν να πεθαίνουν από λοίμωξη από τον ιό Ρότα και σχεδόν 2 εκατομμύρια είναι σε σοβαρή κατάσταση . Στις Ηνωμένες Πολιτείες, πριν από την έναρξη του προγράμματος εμβολιασμού, ο ιός Ρότα προκαλούσε περίπου 2.7 εκατομμύρια περιπτώσεις σοβαρής γαστρεντερίτιδας σε παιδιά, σχεδόν 60,000 νοσηλείες, και περίπου 37 θανάτους κάθε χρόνο. Εκστρατείες της δημόσιας υγείας εναντίον του ιού Ρότα εστίασαν στην  θεραπεία ενυδάτωσης από το στόμα για μολυσμένα παιδιά και στον εμβολιασμό για την πρόληψη της νόσου.

Ιστορία

Το 1943, ο Jacob Light και ο Horace Hodes απέδειξαν ότι ένας παράγοντας φιλτραρίσματος στα κόπρανα των παιδιών με σοβαρή διάρροια προκαλεί επίσης διάρροια (σοβαρή διάρροια στα ζώα) στα βοοειδή. Τρεις δεκαετίες αργότερα, σε διατηρημένα δείγματα αντιπροσώπου αποδείχτηκε ότι υπήρχε ο ιός Ρότα. Στα χρόνια που μεσολάβησαν ένας ιός, που βρέθηκε στα ποντίκια . έμοιαζε στον ιό Ρότα. Το 1973,ο επίσκοπος Ruth και οι συνεργάτες του περιέγραψαν συγγενή είδη του ιού που βρέθηκαν σε παιδιά με γαστρεντερίτιδα .

Το 1974, ο Thomas Henry Flewett πρότεινε το όνομα ιός Ρότα αφού παρατήρησε ότι, κατά τη μελέτη σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, το σωματίδιο του ιού μοιάζει με ρόδα (rota στα λατινικά). Το όνομα αναγνωρίστηκε επίσημα από τη Διεθνή Επιτροπή Ταξινόμησης των Ιών τέσσερα χρόνια αργότερα. Το 1976, συγγενή είδη περιγράφηκαν σε πολλά άλλα είδη ζώων. Αυτοί οι ιοί, όλοι προκαλούν οξεία γαστρεντερίτιδα, και αναγνωρίστηκαν ως ένας συλλογικός παθογόνος παράγοντας που προσβάλλει τους ανθρώπους και τα ζώα σε παγκόσμιο επίπεδο. Οι ορότυποι του ιού περιγράφηκαν πρώτη φορά το 1980, και την επόμενη χρονιά, ο ιός Ρότα που απομονώθηκε από τον άνθρωπο αναπτύχθηκε σε καλλιέργειες κυττάρων προερχόμενες από νεφρά πιθήκου, με την προσθήκη θρυψίνης (ενός ενζύμου που βρίσκεται στο δωδεκαδάκτυλο των θηλαστικών και τώρα είναι γνωστό ότι είναι απαραίτητο για την αναπαραγωγή του ιού Ρότα) στο μέσο της καλλιέργειας. Η ικανότητα να αναπτύσσεται ο ιός Ρότα στην καλλιέργεια επιτάχυνε τον ρυθμό της έρευνας, και από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 τα πρώτα υποψήφια εμβόλια ήταν στο στάδιο της αξιολόγησης.
Το 1998, ένα εμβόλιο για τον ιό Ρότα πήρε την άδεια να χρησιμοποιείται στις ΗΠΑ. κλινικές δοκιμές στις ΗΠΑ, στη Φινλανδία, και τη Βενεζουέλα απέδειξαν ότι είναι 80 έως 100% αποτελεσματικό στην πρόληψη της σοβαρής διάρροιας που προκαλείται από τον ιό Ρότα A, και ερευνητές δεν διαπίστωσαν με σημαντικές στατιστικές σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες. Ο κατασκευαστής, ωστόσο, το απέσυρε από την κυκλοφορία το 1999, αφού διαπίστωσε ότι το εμβόλιο μπορεί να προκαλέσει αυξημένο εγκολεασμό, ένα είδος εντερικής απόφραξης, σε ένα από τα 12,000 εμβολιασμένα βρέφη. Η πρακτική προκάλεσε έντονη συζήτηση σχετικά με τους κινδύνους και τα οφέλη από το εμβόλιο για τον ιό Ρότα.
Το 2006, δύο νέα εμβόλια κατά της μόλυνσης από τον   αποδείχθηκαν ότι είναι ασφαλή και αποτελεσματικά σε παιδιά, και τον Ιούνιο του 2009 ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας συνέστησε ότι ο εμβολιασμός κατά του ιού Ρότα θα πρέπει να περιλαμβάνεται σε όλα τα εθνικά προγράμματα εμβολιασμού έτσι ώστε να παρέχεται προστασία έναντι του ιού.

Σημεία και Συμπτώματα
Η γαστρεντερίτιδα από ιό Ρότα είναι μία ήπια εώς σοβαρή ασθένεια που χαρακτηρίζεται από εμετό, υδαρή διάρροια, χαμηλό πυρετό. Όταν ένα παιδί προσβληθεί από τον ιό, υπάρχει μια περίοδος επώασης περίπου 2 μέρες πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα. Τα συμπτώματα ξεκινούν με εμετό ακολουθούμενο από τεσσάρων εώς πέντε ημερών ακατάσχετη διάρροια. Η αφυδάτωση είναι πιο κοινή σε λοίμωξη από ιό Ρότα από ότι σε λοιμώξεις που προκαλούνται από παθογόνα βακτήρια, και είναι η πιο κοινή αιτία θανάτου που σχετίζεται με λοίμωξη από ιό Ρότα.
Οι λοιμώξεις του ιού Ρότα A μπορούν να εμφανιστούν καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής: η πρώτη συνήθως είναι συμπτωματική, αλλά οι επόμενες λοιμώξεις είναι συνήθως ασυμπτωματικές, as the immune system provides some protection. Κατά συνέπεια, στη συμπτωματική λοίμωξη τα ποσοστά είναι υψηλότερα σε παιδιά ηλικίας κάτω των δύο ετών και μειώνονται σταδιακά εώς την ηλικία των 45 ετών. Η λοίμωξη στα νεογνά, αν και συχνή , συνδέεται συνήθως με ήπια ή ασυμπτωματική νόσο, Τα πιο σοβαρά συμπτώματα τείνουν να εμφανίζονται σε παιδιά ηλικίας 6 μηνών εώς δύο ετών, σε ηλικιωμένους , και σε άτομα με  μειωμένη ή πλήρη καταστολή του ανοσοποιητικού συστήματος. Λόγω της ανοσίας που απέκτησαν κατά την παιδική ηλικία, οι περισσότεροι ενήλικες δεν είναι ευπαθείς στον ιό Ρότα. Η γαστρεντερίτιδα στους ενήλικες συνήθως έχει άλλη αιτία εκτός από τον ιό Ρότα, αλλά οι ασυμπτωματικές λοιμώξεις στους ενήλικες μπορούν να διατηρήσουν την μετάδοση της λοίμωξης στον πληθυσμό. Η συμπτωματική εκ νέου μόλυνση προκαλείται συχνά λόγω ενός νέου ορότυπου του ιού Ρότα A.

Μετάδοση

Ο ιός Ρότα μεταδίδεται μέσω των περιττωμάτων της γαστρεντερικής οδού, μέσω της επαφής με μολυσμένα χέρια , επιφάνειες, και αντικείμενα  και ενδεχομένως από την γαστρεντερική οδό. Τα κόπρανα ενός μολυσμένου ατόμου μπορούν να περιέχουν περισσότερα από 10 τρισεκατομμύρια μολυσματικά σωματίδια ανά γραμμάριο, μόνο 10-100 από αυτά απαιτούνται για τη μετάδοση της λοίμωξης σε άλλο άτομο.

Ο ιός Ρότα είναι σταθερός στο περιβάλλον και έχουν βρεθεί στις εκβολές ποταμών δείγματα σε επίπεδα μέχρι και 1–5 μολυσματικά σωματίδια ανά γαλόνι νερού στις ΗΠΑ. Υγειονομικά μέτρα για την εξάλειψη  βακτηρίων και παρασίτων φαίνεται να είναι αναποτελεσματικά στον έλεγχο του ιού Ρότα, καθώς η συχνότητα της λοίμωξης από τον ιό Ρότα σε χώρες με υψηλά και χαμηλά πρότυπα υγείας είναι παρόμοια.

Μηχανισμός της λοίμωξης

Η διάρροια προκαλείται από πολλαπλούς μηχανισμούς του ιού. Η Δυσαπορρόφηση παρουσιάζεται εξαιτίας της καταστροφής των κυττάρων του εντέρου που ονομάζονται επιθηλιακά κύτταρα του εντέρου. Η τοξική πρωτεΐνη του ιού Ρότα NSP4 επάγει την εξαρτώμενη από την ηλικία και από τα ιόντα ασβεστίου χλωριούχο έκκριση , διαταράσσει τον SGLT1 μεταφορέα-μεσολαβητή της επαναρρόφησης ύδατος, προφανώς μειώνει τη δραστηριότητα των δισακχαριτών της λαχνωτής μεμβράνης, και πιθανώς ενεργοποιεί τα ιόντα ασβεστίου που εξαρτώνται από εκκριτικά αντανακλαστικά του εντερικού νευρικού συστήματος.  Υγιή επιθηλιακά κύτταρα του εντέρου εκκρίνουν λακτάση στο λεπτό έντερο. Δυσανεξία στο γάλα λόγω της λακτάσης είναι ένα συγκεκριμένο σύμπτωμα της λοίμωξης από τον ιό Ρότα, το οποίο μπορεί να διαρκέσει για εβδομάδες. Ένα επαναλαμβανόμενο επεισόδιο ήπιας διάρροιας συχνά ακολουθείται από την επανεισαγωγή του γάλακτος στη διατροφή του παιδιού, που οφείλεται σε βακτηριδιακή ζύμωση της  δισακχαριτικής λακτόζης στο έντερο.

Διάγνωση και Εντοπισμός
Η διάγνωση της λοίμωξης από τον ιό Ρότα συνήθως ακολουθεί τη διάγνωση της γαστρεντερίτιδας  και είναι αιτία σοβαρής διάρροιας. Τα περισσότερα παιδιά στο νοσοκομείο με γαστρεντερίτιδα έχουν δοκιμαστεί για τον 
Η ειδική  διάγνωση  της λοίμωξης από τον   γίνεται με την εύρεση του ιού στα κόπρανα  του παιδιού μέσω  ανοσοενζυμικής μεθόδου.  Υπάρχουν πολλά τεστ που έχουν αδειοδοτηθεί στην αγορά τα οποία είναι ευαίσθητα , ειδικά και εντοπίζουν όλους τους ορότυπους του  . Άλλες μέθοδοι,  ηλεκτρονική μικροσκόπιση  και ηλεκτροφόρηση σε πηκτή πολυακρυλαμιδίου,  χρησιμοποιήθηκαν σε ερευνητικά εργαστήρια . Η  αντίστροφη μεταγραφή αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (RT-PCR) μπορεί να ανιχνεύσει και να εντοπίσει  όλα τα είδη και τους ορότυπους του ανθρώπινου ιού Ρότα.

Θεραπεία και Πρόγνωση
Η θεραπεία της οξείας λοίμωξης από ιό Ρότα είναι μη ειδική και περιλαμβάνει το διαχωρισμό των συμπτωμάτων και, το πιο σημαντικό, την προστασία από την αφυδάτωση. Εάν δεν αντιμετωπιστεί, τα παιδιά μπορεί να πεθάνουν από την προκύπτουσα σοβαρή αφυδάτωση .  Ανάλογα με τη σοβαρότητα της διάρροιας, η θεραπεία περιλαμβάνει ενυδάτωση από το στόμα, κατά την οποία δίνεται στο παιδί επιπλέον νερό το οποίο περιέχει μικρές ποσότητες αλατιού και ζάχαρης.  Ορισμένες λοιμώξεις είναι αρκετά σοβαρές ώστε να δικαιολογούν νοσηλεία όπου δίνονται υγρά ενδοφλεβίως ή με ρινογαστρικό σωλήνα.  Οι ηλεκτρολύτες και η τίμη του σακχάρου στο αίμα ελέγχονται.

Οι λοιμώξεις από ιους Ρότα σπάνια προκαλούν άλλες επιπλοκές  και με μια καλή διαχείριση το παιδί έχει καλή πρόγνωση . Υπάρχουν σπάνιες αναφορές των επιπλοκών που περιλαμβάνουν το  κεντρικό νευρικό σύστημα (CNS) όπου ο ιός Ρότα εντοπίστηκε στο υγρό του ΚΝΣ σε περιπτώσεις εγκεφαλίτιδας και μηνιγγίτιδας,  Πρόσφατές μελέτες έχουν επιβεβαιώσει ότι η λοίμωξη από τον ιο Ρότα δεν περιορίζεται πάντα στο έντερο αλλά μπορεί να προκαλέσει ιαιμία.

Επιδημιολογία

Ο ιός Ρότα είναι υπεύθυνος για το  περισσότερο από το 90% της γαστρεντερίτιδας στον άνθρωπο, και είναι ενδημικός σε όλο τον κόσμο. Κάθε χρόνο ο ιός Ρότα προκαλεί εκατομμύρια κρούσματα διάρροιας σε αναπτυσσόμενες χώρες . Σχεδόν 2 εκατομμύρια  νοσηλεύτηκαν  και αναφέρθηκαν  453,000  θάνατοι παιδιών κάτω των πέντε χρονών . Στις Ηνωμένες Πολιτείες πριν από την έναρξη του εμβολιασμού για τον ιό Ρότα —πάνω από  2.7εκατομμύριες περιπτώσεις  γαστρεντερίτιδας (απο ιό Ρότα) συνέβησαν σε ετήσια βάση, 60,000 παιδιά νοσηλεύτηκαν και περίπου  37 πέθαναν ως αποτέλεσμα της λοίμωξης . Ο κύριος ρόλος του ιού Ρότα στη πρόκληση της διάρροιας δεν είναι ακόμη ευρέως αναγνωρισμένος στην κοινότητα της δημόσιας  υγείας, ειδικά στις αναπτυσσόμενες χώρες. Σχεδόν κάθε παιδί έχει μολυνθεί με τον ιό Ρότα εώς την ηλικία των πέντε ετών. Είναι η κορυφαία αιτία σοβαρής διάρροιας σε βρέφη και παιδιά , καθώς είναι υπεύθυνη για το  20% των περιπτώσεων της, και αντιπροσωπεύει το 50% των περιπτώσεων που απαιτούν νοσηλεία. Ο ιός Ρότα προκαλεί το 37% των θανάτων που οφείλονται σε διάρροια και το  5% όλων των θανάτων σε παιδιά κάτω των πέντε ετών. Τα αγόρια έχουν διπλάσιες πιθανότητες από τα κορίτσια να νοσηλευτούν.
Στις εύκρατες περιοχές , οι λοιμώξεις από τον ιό Ρότα αρχίζουν πρώιμα κυρίως τον χειμώνα , αλλά στους τροπικές  ζώνες  συμβαίνουν όλο το  χρόνο ; Η διαφορά αυτή εξηγείται από τις αλλαγές στην θερμοκρασία και την υγρασία.  Ο αριθμός που αναλογεί στη μόλυνση των τροφίμων δεν είναι γνωστός.

Τα κρούσματα της διάρροιας από τον ιό Ρότα είναι κοινά μεταξύ των νοσηλευόντων βρεφών, μικρών παιδιών που νοσηλεύονται σε κέντρα ημερήσιας φροντίδας,και ηλικιωμένων σε οίκους ευγηρίας.  Ένα ξέσπασμα που προκαλείται από μολυσμένο νερό δημοτικών συνέβει στο Κολοράντο το 1981.
Κατά το 2005, το μεγαλύτερο ποσοστό σε επιδημία διάρροιας συνέβη στη Νικαράγουα. Αυτό το ασυνήθιστα μεγάλο και σοβαρό κρούσμα που σχετίζεται με μεταλλάξεις στο γονιδίωμα του ιού Ρότα A, πιθανόν να βοηθάει τον ιό να ξεφύγει από την επικράτουσα ανοσία στον πληθυσμό. Μια παρόμοια μεγάλη έκρηξη έγινε στην Βραζιλία το 1977.

Ο ιός Ρότα B, που αναφέρεται επίσης και ως ιός Ρότα ενηλίκων ή ADRV, έχει προκαλέσει μεγάλες επιδημίες σοβαρής διάρροιας που προσβάλλουν χιλιάδες ανθρώπους κάθε ηλικίας στην Κίνα. Αυτές οι επιδημίες εμφανίστηκαν ως αποτέλεσμα της μόλυνσης από λύματα του πόσιμου νερού. Λοιμώξεις από ιό Ρότα B συνέβησαν και στην Ινδία το 1998.Το αιτιολογικό στέλεχος ονομάστηκε  CAL. Σε αντίθεση με το ADRV, το στέλεχος CAL είναι ενδημικό.  Μέχρι σήμερα επιδημίες που προκαλούνταν από τον ιό Ρότα B έχουν περιοριστεί ηπειρωτική Κίνα,και οι έρευνες καταδεικνύουν έλλειψη ανοσίας στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Ο ιός Ρότα C έχει συνδεθεί με σπάνιες και σποραδικές περιπτώσεις διάρροιας σε παιδιά σε πολλές χώρες ,και εστίες εμφανίστηκαν στην Ιαπωνία και στην Αγγλία.

Πρόληψη

Επειδή βελτιώθηκαν οι εγκαταστάσεις υγιεινής δεν σημαίνει ότι μειώθηκε ο επιπολασμός της νόσου από τον ιό Ρότα, και το ποσοστό των νοσηλειών παραμένει υψηλό , παρά την ενυδάτωση από το στόμα. Το κύριο μέτρο της δημόσιας υγείας παραμένει ο εμβολιασμός.

Λοιμώξεις των ζώων
Ο ιός Ρότα μολύνει και μπορεί να προκαλέσει διάρροια στους νέους από πολλά είδη ζώων. Μολύνει τα θηλαστικά (για παράδειγμα ,τους πιθήκους, βοοειδη, χοίρων, σε πρόβατα, αρουραίους, γάτες και σκυλιά, ποντίκια, άλογα, κουνέλια) και πτηνά (κοτόπουλα και γαλοπούλες). Αυτά τα είδη των ιών Ρότα μπορούν να εξαλλαχθούν γενετικά σε ανθρώπινους ιούς Ρότα.  Υπάρχουν αποδείξεις ότι οι ιοί Ρότα των ζώων μπορούν να μολύνουν ανθρώπους, είτε με άμεση μετάδοση του ιού είτε με τη συμβολή ενός ή περισσοτέρών τμημάτων RNA για να γίνει ο ετεροσυνδυασμός με τα ανθρώπινα στελέχη. Οι ιοί Ρότα είναι παθογόνοι και μπορούν να προκαλέσουν οικονομικές απώλειες για τους γεωργούς λόγω του κόστους της θεραπείας που συνδέονται με υψηλά ποσοστά νοσηρότητας και θνητότητας.

Ιολογία

Τύποι του ιού Ρότα
Υπάρχουν 5 τύποι του ιού Ρότα που αναφέρονται ως A, B, C, D και E.Οι άνθρωποι κυρίως μολύνονται από τα είδη A, B και C, πιο συχνά από το είδος A. Και τα πέντε είδη προκαλούν ασθένεια στα ζώα.
Στην κατηγορία του ιού Ρότα Α υπάρχουν διαφορετικά στελέχη που ονομάζονται ορότυποι. Όπως και στον ιό της γρίπης, ένα σύστημα διπλής ταξινόμησης χρησιμοποιείται, που βασίζεται σε δύο δομικές πρωτεΐνες στην επιφάνεια του βιρίου. Η γλυκοπρωτεΐνη VP7 καθορίζει τους  G τύπους και η  πρωτεάση-ευαίσθητη πρωτεΐνη VP4 καθορίζει τους P τύπους. Τα στελέχη γενικά υποδεικνύονται από τον ειδικό G ορότυπό τους (ορότυποι G1 με G4 και G9 ),και τα P τύπου υποδηλώνονται από έναν αριθμό και ένα γράμμα και από έναν ακόμα αριθμό μέσα σε αγκύλες για τον αντίστοιχο Pγονότυπος.( Οι ορότυποι P είναι δύσκολο να χαρακτηριστούν, γι αυτό μοριακές μέθοδοι που βασίζονται στην ανάλυση ακολουθίας χρησιμοποιούνται συχνά για τον καθορισμό του αντίστοιχου P γονότυπου. Αυτοί οι γονότυποι συσχετίζονται καλά με γνωστούς P ορότυπους.  Επειδή τα δύο γονίδια που καθορίζουν τους G και P τύπους μπορούν να μεταβιβαστούν ξεχωριστά στους απογόνους, διάφοροι συνδυασμοί λαμβάνουν χώρα σε οποιοδήποτε στέλεχος.Το Wa στέλεχος κατατάσσεται πλήρως ως G1P1A[8].

Δομή
Το γονιδίωμα του ιού Ρότα συνίσταται από 11 μοναδικά δίκλωνα μόρια RNA τα οποία είναι συνολικά 18,555 νουκλεοτίδια. Κάθε έλικα, ή τμήμα, είναι ένα γονίδιο, αριθμημένο από το 1 εώς το 11 κατά μειούμενη σειρά. Κάθε γονίδιο κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη, εκτός από τα γονίδια 9 και 11, το καθένα από τα οποία κωδικοποιεί 2. Το RNA περιβάλλεται από ένα καψίδιο μιας τριτοταγούς εικοσαεδρικής πρωτεΐνης. Τα ιικά σωματίδια έχουν εώς και 76.5 nm διάμετρο και δεν έχουν περίβλημα.

Πρωτεΐνες
Υπάρχουν 6 ιικές πρωτεΐνες (VPs) που συγκροτούν το σωματίδιο του ιού (βίριο ή ιοσωμάτιο). Αυτές οι δομικές πρωτεΐνες ονομάζονται  VP1, VP2, VP3, VP4, VP6 and VP7. Εκτός από τις  VPs, υπάρχουν 6 μη δομικές πρωτεΐνες (NSPs), που παράγονται μόνο σε κύτταρα μολυσμένα από τον ιό Ρότα. Αυτές ονομάζονται NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5 and NSP6 πρωτεΐνες.

Τουλάχιστον 6 από τις 12 πρωτεΐνες κωδικοποιούμενες από το γονιδίωμα του ιού δεσμεύουν RNA. Ο ρόλος που διαδραματίζουν αυτές οι πρωτεΐνες στην αναπαραγωγή του ιού δεν είναι πλήρως κατανοητός. Οι λειτουργίες τους πιστεύεται ότι σχετίζονται με τη σύνθεση και το πακετάρισμα του RNA στο βίριο, τη μεταφορά του mRNA στον τόπο της αντιγραφής του γονιδιώματος, τη μετάφραση του  mRNA και τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.

Δομικές πρωτεΐνες
Η VP1 βρίσκεται στον πυρήνα του σωματιδίου και είναι ένα ένζυμο  RNA πολυμεράση . Σε ένα μολυσμένο κύτταρο αυτό το ένζυμο παράγει mRNA αντίγραφα για τη σύνθεση των ιικών πρωτεϊνών και αντίγραφα του γονιδιώματος του ιού για πρόσφατα παραχθέντα σωματίδια του ιού.

Η VP2 αποτελεί το στρώμα του πυρήνα του βιρίου και δεσμεύει το RNA  γονιδίωμα.

Η VP3 είναι μέρος του εσωτερικού πυρήνα του βιρίου και είναι ένα ένζυμο που ονομάζεται γουανυλική τρανσφεράση. Αυτό είναι ένα ένζυμο που καταλύει το σχηματισμό της  5'καλύπτρας στην  μετα-μεταγραφική επεξεργασία του mRNA. Η καλύπτρα σταθεροποιεί το ιικό mRNA προστατευοντάς το από ένζυμα που διασπούν το νουκλεϊκό οξύ και λέγονται νουκλεάσες.

Η VP4 βρίσκεται στην επιφάνεια του βιρίου και προεξέχει σαν ακίδα. Ενώνεται με μόρια στην  επιφάνεια των κυττάρων που ονομάζονται υποδοχείς και οδηγεί την είσοδο του ιού στο κύτταρο. Η VP4 πρέπει να τροποποιηθεί από μια πρωτεάση(ένζυμο που βρίσκεται στο έντερο) σε VP5* and VP8* πριν ο ιός να γίνει μεταδοτικός. Καθορίζει πόσο 
παθογόνος είναι ο ιός και τον P τύπο του.

Η VP6 αποτελεί τον κύριο όγκο του καψιδίου. Είναι πολύ αντιγονικό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην αναγνώριση των ειδών ιού ρότα. Αυτή η πρωτεΐνη χρησιμοποιείται σε εργαστηριακές δοκιμές για λοίμωξη από ιό ρότα Α.

Η VP7 είναι μια  γλυκοπρωτεΐνη που σχηματίζει την εξωτερική επιφάνεια του βιρίου. Εκτός από τις δομικές της λειτουργίες,καθορίζει τον G-τύπο του στελέχους και ,μαζί με την VP4, εμπλέκεται στην ανοσία στη μόλυνση.

Μή δομικές ιικές πρωτεΐνες
Η NSP1,το προϊόν του γονιδίου 5,είναι μια μή δομική RNA-δεσμευτική πρωτεΐνη.

Η NSP2 είναι μια RNA δεσμευτική πρωτεΐνη που συσσωρεύεται στα κυτταροπλασματικά έγκλειστα (ιικό πλάσμα)και απαιτείται για την αντιγραφή του γονιδιώματος.

Η NSP3 είναι δεσμευμένη σε ιικά mRNA σε μολυσμένα κύτταρα και είναι υπεύθυνη για τη διακοπή της λειτουργίας της κυτταρικής  πρωτεϊνοσύνθεσης.

Η NSP4 είναι μια ιική εντεροτοξίνη που επάγει τη διάρροια και ήταν η πρώτη ιική εντεροτοξίνη που ανακαλύφθηκε.

Η NSP5 κωδικοποιείται από το γονιδιακό τμήμα 11 του ιού ρότα Α και σε κύτταρα μολυσμένα από ιό συσσωρεύεται στο ιικό πλάσμα.

Η NSP6 είναι μια πρωτεΐνη που δεσμεύει νουκλεϊκό οξύ, και κωδικοποιείται από το γονίδιο 11 από ένα ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης.

Ο πίνακας αυτός βασίζεται στο στέλεχος SA11 ιού ρότα πιθήκου . Οι αποστολές των RNA κωδικευουσών πρωτεϊνών διαφέρουν σε ορισμένα στελέχη.

Αντιγραφή

Οι ροταϊοί αναπαράγονται κυρίως στο έντερο, και μολύνουν εντεροκύτταρα των λαχνών του λεπτού εντέρου, οδηγώντας σε δομικές και λειτουργικές αλλαγές του επιθηλίου. Το τριπλό πρωτεϊνικό στρώμα τα κάνει ανθεκτικά στο όξινο pH του στομάχου και των πεπτικών ενζύμων στο έντερο.

Ο ιός εισέρχεται στα κύτταρα με τη μεσολάβηση υποδοχέα ενδοκυττάρωσης και σχηματίζει μια κύστη γνωστή ως ενδόσωμα. Οι πρωτεΐνες στο τρίτο στρώμα (VP7 and the VP4) διαταράσσουν τη μεμβράνη του ενδοσώματος, δημιουργώντας μια διαφορά στη συγκέντρωση ασβεστίου. Αυτό προκαλεί το σπάσιμο των VP7 τριμερών σε ενιαίες πρωτεϊνικές υπομονάδες, αφήνοντας τα VP2 και VP6 πρωτεϊνικά στρώματα γύρω από το ιικό dsRNA, σχηματίζοντας ένα σωματίδιο διπλής στρώσης (DLP).

Τα 11 dsRNA κλώνοι παραμένουν μέσα στη προστασία των δύο πρωτεϊνικών κελύφων και η ιική RNA εξαρτώμενη πολυμεράση δημιουργεί mRNA αντίγραφα του ιικού γονιδιώματος. Παραμένοντας στον πυρήνα, το ιικό RNA αποφεύγει ανοσολογικές απαντήσεις που ονομάζονται RNA παρεμβολές και επάγονται από την παρουσία τουt δίκλωνου RNA.

Κατά τη διάρκεια της λοίμωξης, ο ιός Ρότα παράγει mRNA και για την βιοσύνθεση των πρωτεϊνών και για την αναπαραγωγή των γονιδίων. Οι περισσότερες πρωτεΐνες του ιού Ρότα συσσωρεύονται στον ιικό πλάσμα, όπου το RNA αντιγράφεται και τα διπλής στρώσης σωματίδια συγκεντρώνονται. Ιικό πλάσμα σχηματίζεται γύρω από τον πυρήνα του κυττάρου δύο ώρες μετά τη λοίμωξη από τον ιό, και αποτελείται από  "ιικά εργοστάσια" που πιστεύεται ότι σχηματίζονται από δύο ιικές μη δομικές πρωτεΐνες: NSP5 and NSP2. Η αναστολή της NSP5 από RNA παρεμβολή έχει ως αποτέλεσμα μια απότομη μείωση της αντιγραφής του ιού Ρότα. Τα DLPs μεταναστεύουν στο ενδοπλασματικό δίκτυο όπου και αποκτούν το τρίτο τους εξωτερικό στρώμα (σχηματιζόμενο από VP7 and VP4). Τα νέα ιοσωμάτια απελευθερώνονται από το κύτταρο με τη λύση.

Παραπομπές

Ιοί
Παιδιατρική