Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
VIROLOGIA SUMÁRIO 1. Principais características dos vírus ..................... 3 2. Morfologia viral ........................................................... 5 3. Etapas da replicação dos vírus ...........................10 4. Um caso especial: o retrovírus ............................16 5. Patogênese da infecção viral ..............................19 6. Principais métodos diagnósticos .......................25 Referências bibliográficas ........................................29 3VIROLOGIA 1. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS VÍRUS Os vírus foram primeiramente descri- tos como “agentes infiltráveis”. Seu pequeno tamanho permite-lhes pas- sar através de filtros projetados para reter bactérias. Aos vírus, falta a capa- cidade de gerar energia ou substra- tos e de fazer suas próprias proteínas, além de não terem a capacidade de replicar seu genoma independente- mente da célula do hospedeiro. Des- sa forma, não há metabolismo ativo fora da célula hospedeira. Por conta disso, diferentemente da maioria das bactérias, dos fungos e dos parasitas, os vírus são agentes infecciosos co- nhecidos como parasitas intracelula- res obrigatórios. Os vírus mais simples consistem em um genoma de ácido desoxirribonu- cleico (DNA) ou ácido ribonucleico (RNA) empacotado em um envoltó- rio protetor de proteína e, em alguns vírus, em uma membrana. A função básica do vírion (partícula do vírus) é carrear o genoma viral para den- tro da célula, a fim de ser replicado e amplificado. CONCEITO!. O vírus é um arranjo mo- lecular, constituído por proteínas, ácido nucleico e, eventualmente, um envelope lipídico e sua função é levar a informa- ção genética para a próxima célula a ser infectada. BACTÉRIAS BACTÉRIAS TÍPICAS RIQUÉTSIAS/ CLAMÍDIAS VÍRUS Parasito intracelular Não Sim Sim Membrana Plasmática Sim Sim Não Fissão Binária Sim Sim Não Passagem por filtros bacteriológicos Não Não/Sim Sim Possui DNA e RNA Sim Sim Não Metabolismo de geração de ATP Sim Sim/Não Não Ribossomos Sim Sim Não Sensíveis a antibióticos Sim Sim Não Sensíveis ao interferon Não Não Sim Tabela 1. Comparação entre vírus e bactérias 4VIROLOGIA SAIBA MAIS! Afinal, os vírus são seres vivos ou não? A resposta para essa pergunta abrange uma polêmica que já perdura há décadas. A vida pode ser definida como um conjunto complexo de proces- sos resultantes da ação de proteínas codificadas por ácidos nucleicos. Os ácidos nucleicos das células vivas estão em atividade o tempo todo. Sob o aspecto de que são inertes fora das células vivas de seu hospedeiro, os vírus podem não ser considerados organismos vivos. No entanto, descobertas mais recentes mostraram que diversos vírus, como os poxvírus (cujo exemplo principal é o vírus da varíola) e os herpesvírus (grupo que inclui os vírus causadores do herpes labial e genital, por exemplo), são capazes de transcrever seus genomas gerando RNAs mensageiros, antes de entrar em uma célula hospedeira. Além disso, quando os vírus penetram uma célula hospedeira, o ácido nucleico viral torna-se ativo e ocorre a multiplicação viral. Sob esse prisma, os vírus estão “vivos” quando se multiplicam dentro da célula hospe- deira. Do ponto de vista clínico, os vírus podem ser considerados vivos por serem capazes de causar infecção e doença, assim como bactérias, fungos e protozoários patogênicos. De- pendendo do ponto de vista, um vírus pode ser considerado um agregado excepcionalmente complexo de elementos químicos ou um microrganismo vivo extraordinariamente simples. Então afinal, é um ser vivo ou não? Enquanto a ciência avança e desenvolve estudos mais pró- ximos da resposta, concluímos que os vírus são apenas parasitas intracelulares obrigatórios MAPA MENTAL – PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS VÍRUS OU Pequeno tamanho PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS VÍRUS Material genético Não conseguem replicar seu genoma Não é capaz de produzir suas proteínas Agentes infecciosos Não é capaz de gerar energia “Agentes infiltráveis” Não há metabolismo ativo fora da célula hospedeira Parasitas intracelulares obrigatórios DNA RNA 5VIROLOGIA 2. MORFOLOGIA VIRAL Os vírus clinicamente importantes variam de 18 a 300nm. Estes últi- mos são quase visíveis em micros- cópio óptico e têm aproximadamente um quarto do tamanho das bactérias estafilocócicas. SE LIGA! Os vírions maiores podem abrigar um genoma maior, capaz de co- dificar mais proteínas, sendo eles geral- mente mais complexos. A arquitetura dos vírus ou sua si- metria é definida pela forma e pela composição das subunidades protei- cas que compõem o capsídeo, assim como as interações dessas proteínas com o ácido nucleico viral. Ao contrário das células procarióticas e eucarióticas nas quais o DNA é sempre o material genético principal (o RNA tem um papel auxiliar), os vírus podem pos- suir tanto DNA como RNA, mas nunca ambos. O ácido nucleico dos vírus pode ser de fita simples ou dupla. Assim, existem vírus que apresentam o fami- liar DNA de dupla-fita, DNA de fita sim- ples, RNA de dupla-fita e RNA de fita simples. Dependendo do vírus, o ácido nucleico pode ser linear ou circular, e há alguns em que ele é segmentado. SE LIGA! A porcentagem de ácido nu- cleico viral em relação à porcentagem de proteína é de cerca de 1% no caso do vírus influenza e de cerca de 50% para certos bacteriófagos. A camada externa do vírion é o cap- sídeo ou envelope. Essas estruturas são o pacote, a proteção e o veículo de liberação durante a transmissão do vírus de um hospedeiro para outro e para a dispersão para a célula-alvo dentro do hospedeiro. As estruturas da superfície do capsídeo e do en- velope que medeiam a interação do vírus com a célula-alvo por meio de uma proteína de fixação viral (VAP). SE LIGA! A remoção ou rompimento da parte externa deste pacote inativa o ví- rus. Desse modo, os anticorpos gerados contra os componentes dessas estrutu- ras impendem a infecção viral. O capsídeo é uma estrutura rígida ca- paz de resistir a severas condições ambientais. Os vírus com capsídeos sem cobertura são geralmente resis- tentes ao ressecamento, ao ácido e a detergentes, incluindo o ácido e a bile do trato gastrointestinal. Muitos des- ses vírus são transmitidos pela rota fecal-oral e podem preservar a ca- pacidade de transmissão mesmo no esgoto. Os vírus cujos capsídeos não são en- voltos por um envelope são conhe- cidos como vírus não envelopados, “nus” ou “descobertos”. Nesse caso, o capsídeo protege o ácido nucleico viral do ataque das nucleases pre- sentes nos fluidos biológico e promo- ve a ligação da partícula às células suscetíveis. 6VIROLOGIA Figura 1. Morfologia de um vírus poliédrico não envelopado. (a) Diagrama de um vírus poliédrico (icosaedrico). (b) Mi- crografia do adenovírus Mastadenovirus. São visíveis os capsômeros individuais do capsídeo. Fonte: Tortora et al. (2017) Cada capsídeo é composto de su- bunidades proteicas, denominadas capsômeros. Em alguns vírus, as pro- teínas que compõem os capsômeros são de um único tipo; em outros, vá- rios tipos de proteínas podem estar presentes. Em geral, os capsômeros são visíveis nas micrografias eletrôni- cas e sua organização é característica para cada tipo de vírus. Por outro lado, o envelope é uma membrana composta de lipídios, pro- teínas e glicoproteínas, que pode ser mantida apenas em soluções aquo- sas. É prontamente rompida por res- secamento, condições ácidas, deter- gentes e solventes, tais como éter, o que resulta na inativação do vírus. Como consequência, vírus envelopa- dos devem permanecer úmidos e são geralmente transmitidos em fluidos, sangue e tecidos. A maioria não pode sobreviver às condições severas do trato gastrointestinal. 7VIROLOGIA Figura 2. Montagem do capsídeo icosaedrico de um picornavírus. Proteínas individuais associam-se em subunidades, as quais se associam em protômeros, capsômeros e num procapsídeo vazio. A inclusão do genoma RNA (+) dispara a sua conversão para a formafinal de capsídeo. Fonte: Murray et al. (2014) Figura 3. Componentes do vírion básico Fonte: Murray et al. (2014) Cinco protômeros Proteínas Vírion maduro (12 pentâmeros) Capsômero pentamérico 8VIROLOGIA Dependendo do vírus, os envelopes podem ou não apresentar espículas, constituídas por complexos carboi- drato – proteína que se projetam da superfície do envelope. Alguns vírus se ligam à superfície da célula hospe- deira através das espículas, que são características tão marcantes de al- guns vírus que podem ser utilizadas para a sua identificação. Figura 4. Morfologia de um vírus helicoidal envelopado. (a) Diagrama de um vírus helicoidal envelopado. (b) Micrografia do vírus influenza A2. Observe o halo de espiculas se projetando da superfície externa do envelope Fonte: Tortora et al. (2017) SAIBA MAIS! A capacidade de determinados vírus, como o influenza, de agregar hemácias está associada à presença das espículas. Esses vírus se ligam às hemácias, formando pontes entre elas. A agregação resultante, chamada de hemaglutinação, é a base de diversos testes laboratoriais úteis. A aquisição do envelope é realiza- da por um processo denominado brotamento, e requer primeiramen- te o direcionamento das espículas para uma membrana celular (local de brotamento) e, posteriormente, ocor- re a interação entre proteínas virais intracitoplasmáticas com essas pro- teínas virais inseridas na membrana celular. 9VIROLOGIA SE LIGA! As proteínas do capsídeo ou as proteínas de ligação do ácido nuclei- co podem associar-se com o genoma para formar um nucleocapsídeo, que pode ser o mesmo do vírion ou envolto por um envelope. Nucleocapsídeo RNA ProteínaVÍRUS ENVELOPADO VÍRUS DE CAPSÍDEO DESCOBERTO Bicamada lipídica Proteína estrutural Glicoproteína Figura 5. As estruturas de um vírus de capsídeo descoberto (acima à esquerda) e dos ví- rus envelopados (abaixo) com um nucleocapsídeo icosaédrico (à esquerda) ou um ribonu- cleocapsídeo helicoidal (à direita). Fonte: Murray et al. (2014) 10VIROLOGIA MAPA MENTA – MORFOLOGIA VIRAL Material genético MORFOLOGIA DO VÍRUS Capsídeo Envelope Camada externa Fita dupla Fita simples DNA RNA Linear Circular Segmentado Estrutura rígida Resistente Proteção do genoma viral Formado por capsômeros Subunidades proteicas Adquirido por brotamento Pode apresentar espículas Mantido apenas em soluções aquosas Composto de: Lipídios Proteínas Glicoproteínas 3. ETAPAS DA REPLICAÇÃO DOS VÍRUS As principais etapas de replicação vi- ral são as mesmas para todos os ví- rus. A célula age como uma fábrica, fornecendo os substratos, a energia e o maquinário necessários para a síntese de proteínas virais e para re- plicação do genoma. Os processos não providos pelas células devem ser codificados no genoma do vírus. A 11VIROLOGIA maneira pela qual cada vírus cumpre essas etapas e supera as limitações bioquímicas da célula é distinta para diferentes estruturas do genoma e do vírion (seja ele envelopado ou tenha ele o capsídeo descoberto). Para que um vírus se multiplique, ele precisa invadir a célula hospedei- ra e assumir o comando da sua ma- quinaria metabólica. Um único vírion pode dar origem, em uma única célula hospedeira, a algumas ou mesmo mi- lhares de partículas virais iguais; contu- do somente 1 a 10% dessas partículas podem ser infecciosas. As partículas não infecciosas (partículas defeituo- sas) resultam de mutações e erros na fabricação e montagem do vírion. Esse processo pode alterar drasticamente a célula hospedeira, podendo causar sua morte. Em algumas infecções virais, a célula sobrevive e continua a produzir vírus indefinidamente. Reconhe- cimento Fixação Antagonista do receptor de anticorpo Penetração Fixação Fusão Desenca- psidação Transcrição Replicação Envelopamento Brotamento e liberação Síntese de proteína Montagem Lise e liberação Figura 6. Um esquema geral para a replicação viral. Fonte: Murray et al. (2014) 12VIROLOGIA FLUXOGRAMA – ETAPAS DA REPLICAÇÃO VIRAL ADSORÇÃO Penetração Descapsidação Transcrição Tradução Maturação Replicação Liberação Adsorção A replicação dos vírus se inicia com a adsorção, etapa em que haverá re- conhecimento e fixação à célula-al- vo. A ligação das VAPs ou estruturas na superfície do capsídeo do vírion ao receptores na célula inicialmente determina quais células podem ser in- fectadas por um vírus. Os receptores para o vírus na célula podem ser pro- teínas ou carboidratos em glicoprote- ínas ou glicolipídeos. Os vírus que se ligam aos receptores expressos em tipos específicos de célula podem ser restritos a certas espécies (espectro de hospedeiros) (p. ex., humanos, ca- mundongos) ou tipos específicos de células. [BOX SE LIGA! A suscetibilidade da célula-alvo define o tropismo tecidual (p. ex. neurotrópico, linfotrópico).] A estrutura de fixação viral num cap- sídeo do vírus pode ser parte do cap- sídeo ou uma proteína que se esten- de a partir desse capsídeo. Os sítios de ligação dos vírus estão distribuí- dos ao longo de toda a superfície da partícula viral, e os sítios em si variam de um grupo de vírus para outro. Na maioria dos vírus envelopados, como o vírus influenza, os sítios de adesão são espículas localizadas na superfície do envelope. Logo que uma espícula se liga ao receptor da célula hospedeira, sítios receptores adicio- nais da mesma célula migram em di- reção ao vírus. A ligação de muitos sí- tios completa o processo de adsorção. Penetração Interações entre múltiplas VAPs e os receptores celulares iniciam a interna- lização do vírus para dentro da célula. 13VIROLOGIA Muitos vírus penetram nas células eucarióticas por endocitose mediada por receptor. A membrana plasmá- tica está constantemente sofrendo invaginações para formar vesículas. Essas vesículas contêm elementos originados do exterior da célula e que são levados para o seu interior para serem digeridos. Se um vírion se liga à membrana plasmática de uma poten- cial célula hospedeira, a célula envol- verá o vírion e formará uma vesícula. Os vírus envelopados podem pene- trar por um processo alternativo, cha- mado de fusão, no qual o envelope viral se funde à membrana plasmá- tica e libera o capsídeo no citoplas- ma da célula. O pH ideal para a fusão determina se a penetração ocorre na superfície celular em pH neutro ou se o vírus deve ser internalizado por endocitose e a fusão ocorrer em um endossomo em pH ácido. A atividade de fusão pode ser provida pela VAP ou por outra proteína. Figura 7. A entrada dos vírus nas células hospedeiras. Após a adsorção, os vírus penetram nas células hospedeiras por (a) endocitose mediada por receptor ou (b) por fusão do envelope viral a membrana celular. Fonte: Tortora et al. (2017) 14VIROLOGIA Descapsidação Uma vez internalizado, o nucleocapsídeo deve ser transferido para o sítio de repli- cação dentro da célula e o capsídeo ou o envelope, é removido. O genoma dos vírus DNA, exceto os do tipo poxvírus, deve ser transferido para o núcleo, en- quanto a maioria dos vírus RNA perma- nece no citoplasma. O processo de des- capsidação pode ser iniciado por uma fixação ao receptor ou promovido por ambiente ácido ou por proteases encon- tradas em um endossomo ou lisossomo. Transcrição, tradução e replicação Uma vez dentro da célula, o genoma deve dirigir a síntese de RNAm viral e de proteínas e gerar cópias idênticas de si próprio. O genoma é inutilizado a menos que possa ser transcrito em RNAm funcionais capazes de se ligar aos ribossomos e serem traduzidos em proteínas. O modo pelo qual cada vírus cumpre essas etapas depende da es- trutura do genoma. Em geral, os vírus de DNA replicam seu genoma no núcleo da célula hos- pedeira, usando enzimas virais, e sin- tetizam as proteínas do capsídeo e outras proteínas no citoplasma, usan- do enzimas do hospedeiro. Já no caso dos vírus de RNA, eles multiplicam-se essencialmente da mesma formaque os vírus de DNA, com exceção de que os vírus de RNA se multiplicam no citoplasma da célula hospedeira. Diversos mecanis- mos distintos de produção de RNAm são observados entre os diferentes grupos de vírus de RNA. As princi- pais diferenças entre os processos de multiplicação residem na forma como o RNAm e o RNA viral são produzi- dos. Estes vírus têm uma RNA-poli- merase dependente de RNA. Os ge- nes virais induzem a produção dessa enzima pela célula hospedeira. Essa enzima catalisa a síntese de outra fita de RNA, complementar à sequência de bases da fita infecciosa original. Para a síntese de proteína viral, todos os vírus dependem dos ribossomos da célula do hospedeiro, do RNAt e dos mecanismos para a modificação pós- -traducionais. A ligação do RNAm ao ribossomo é mediada por uma estrutu- ra de guanosina metilada ou uma es- trutura especial em alça de RNA, que se liga internamente junto com o ribos- somo para iniciar a síntese de proteína. SE LIGA! Sabe-se que ribossomo euca- riótico se liga ao RNAm e pode produzir apenas uma proteína contínua, e então ele se desprende do RNAm. Cada vírus lida com essa limitação de maneira dife- rente, dependendo da estrutura do ge- noma. Por exemplo, o genoma inteiro de um vírus RNA de fita positiva é lido pelo ribossomo e traduzido em uma poliprote- ína gigante. A poliproteína é subsequen- temente clivada por proteases celulares e virais em proteínas funcionais. Os vírus de DNA, os retrovírus e a maioria dos ví- rus de RNA de fita negativa transcrevem RNAm separado para poliproteínas me- nores ou proteínas individuais. 15VIROLOGIA Algumas proteínas virais requerem modificações pós-traducionais, tais como fosforilação, glicosilação, aci- lação ou sulfatação. A fosforilação da proteína é realizada por proteínas quinases celulares ou virais e é um modo de modular, ativar ou inativar proteínas Maturação A montagem do capsídeo proteico constitui o primeiro passo no proces- so de maturação viral. Essa monta- gem, em geral, é um processo espon- tâneo análogo a um quebra-cabeça tridimensional entrelaçado que se co- loca junto como uma caixa. O vírion é construído a partir de partes pe- quenas e facilmente fabricadas, que incluem o genoma em um pacote funcional. Cada parte do vírion pos- sui estruturas de reconhecimento que permitem ao vírus formar as in- terações apropriadas proteína-pro- teína, proteína-ácido nucleico e (nos vírus envelopados) proteína-mem- brana, necessárias para a monta- gem na estrutura final. O processo de montagem começa quando as peças necessárias são sintetizadas e a con- centração de proteínas estruturais na célula é suficiente para dirigir o pro- cesso termodinamicamente, muito parecido com a reação de cristaliza- ção. O processo de montagem pode ser facilitado por proteínas de arma- ção ou outras proteínas, algumas das quais são ativadas ou liberam energia na proteólise. O sítio e o mecanismo de monta- gem do vírion na célula dependem de onde ocorre a replicação do genoma, e se a estrutura final é um capsídeo descoberto ou um vírus envelopado. A montagem dos vírus de DNA, ex- ceto os poxvírus, acontece no núcleo e requer transporte das proteínas do vírion para dentro do núcleo. A mon- tagem dos vírus de RNA e dos poxví- rus ocorre no citoplasma. Os capsídeos dos vírus podem ser montados como estruturas vazias (procapsídeos) para serem preen- chidos com o genoma ou podem ser montados em volta do genoma. Nos vírus envelopados, as glicopro- teínas virais recém-sintetizadas e processadas são transferidas para membrana celular pelo transporte vesicular. A aquisição de um envelo- pe ocorre após a associação do nu- cleocapsídeo com regiões contendo glicoproteínas virais das membranas celulares do hospedeiro, em um pro- cesso chamado brotamento. Liberação Os vírus podem ser liberados das cé- lulas após a lise celular, por exocito- se ou pelo brotamento da membra- na plasmática. Os vírus de capsídeo descoberto são geralmente liberados depois da lise celular. A liberação de 16VIROLOGIA muitos vírus envelopados aconte- ce após o brotamento da membrana plasmática, sem matar a célula. A so- brevivência da célula permite a libe- ração contínua de vírus a partir des- sa fábrica. A lise e o brotamento da membrana plasmática são meios efi- cientes de liberação. SE LIGA! A disseminação da infecção ocorre quando o vírus é liberado para o meio extracelular, mas alternativamente, o vírus, o nucleocapsídeo ou o genoma pode ser transmitido através das pon- tes célula-célula, em fusão célula-célula ou verticalmente para as células-filhas. Essas rotas alternativas permitem que o vírus escape da detecção do anticorpo. Figura 8. Replicação de um vírus animal contendo DNA Fonte: Tortora et al. (2017) 4. UM CASO ESPECIAL: O RETROVÍRUS Os retrovírus constituem uma cate- goria de vírus envelopados, de ácido ribonucleico (RNA), com morfologia e meios de replicação únicos. Eles car- reiam uma transcriptase reversa, que utiliza o RNA viral como molde para a síntese de um DNA de dupla-fita complementar. Essa enzima também degrada o RNA viral original. O DNA viral integra-se, então, ao cromosso- mo da célula hospedeira na forma de um provírus, o qual nunca é removido do cromossomo. Na forma de proví- rus, o HIV, por exemplo, é protegido do sistema imune do hospedeiro e dos fármacos antivirais. 17VIROLOGIA Entrada do vírus na célula Transcrição reversa Entrada no núcleo da célula Integração ao núcleo Transcrição Migração até a membrana celular BrotamentoVírion imaturo do HIV HIV maduro RNA viral DNA pró - viral DNA da célula hospedeira Transcriptase reversa Integrase Protease Proteínas estruturais do HIV Montagem do vírion Figura 9. Ciclo de vida do HIV Fonte: https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/multimedia/figure/inf_hiv_life_cycle_pe_pt SE LIGA! O nome retrovírus deriva das letras iniciais da transcriptase reversa (reverse transcriptase). Algumas vezes, o provírus simples- mente permanece em estado latente e se replica somente quando o DNA da célula hospedeira é replicado. Em outros casos, o provírus é expresso e produz novos vírus, que podem infec- tar células vizinhas. Agentes mutagê- nicos, como a radiação gama, podem induzir a expressão de um provírus. O provírus também pode, no caso dos retrovírus oncogênicos, conver- ter a célula hospedeira em uma célula tumoral. 18VIROLOGIA SAIBA MAIS! Estrutura dos Retrovírus – Os retrovírus apresentam formato esférico, com diâmetro de 80 a 12nm, e são envelopados. O envelope contém glicoproteínas virais e é adquirido pelo bro- tamento a partir da membrana plasmática. O envelope reveste o capsídeo que contém, no seu interior, duas cópias idênticas do genoma de RNA fita simples dentro de um núcleo ele- trodenso. O vírion também contém entre 10 e 50 cópias das enzimas transcriptase reversa e integrase e dois RNAs de transferência celular (RNAt). Esses RNAt estão associados com cada cópia do genoma e podem ser utilizados como iniciadores (primers) para a transcriptase reversa. A morfologia do nucleocapsídeo difere entre os vírus e pode ser utilizada como forma de classificação dos retrovírus. O núcleo do vírion do HIV se assemelha a um cone seccionado. MAPA MENTAL – RETROVÍRUS RETROVÍRUS Envelopados Possuem RNA Estrutura Replicação única Formato esférico Núcleo eletrodenso 2 cópias de RNA de fita simples 2 RNAt Transcriptase reversa (10 a 50 cópias) Apresentam transcriptase reversa Degrada o RNA viral original Utiliza RNA viral como molde para síntese de uma DNA O DNA viral é integrado ao cromossomo da célula hospedeira Provírus 19VIROLOGIA 5. PATOGÊNESE DA INFECÇÃO VIRAL Visão Geral Os vírus causam doenças quando atravessam as barreiras de proteção natural do corpo, escapam do contro- le imune e matam as células de um tecido importante (p.ex., o cérebro) ou então desencadeiam resposta imune e inflamatória destrutiva. As conse- quência de umainfecção viral são de- terminadas pela natureza da intera- ção vírus-hospedeiro e pela resposta do hospedeiro à infecção. O melhor tratamento é a resposta imune, mas, com frequência, ela contribui para a patogênese da infecção viral. SAIBA MAIS! Muitos vírus codificam atividades (fatores de virulência) que promovem maior eficiência da replicação viral, transmissão, acesso e ligação do vírus ao tecido-alvo ou escape das defesas do hospedeiro e da resolução pelo sistema imune. Essas atividades podem não ser essenciais para o crescimento viral em cultura de células, mas são necessárias à patogenicidade ou à sobrevivência do vírus no hospedeiro. A perda desses fatores de virulência resulta na atenção do vírus. Muitas vacinas constituídas por vírus vivos são, na verdade, constituídas por varian- tes atenuadas desses vírus. A patogênese da infecção viral pro- gride por meio de etapas: Contágio Os vírus somente são mantidos na natureza se puderem ser transmiti- dos de um hospedeiro para outro, da mesma espécie ou não. A transmis- são do vírus na natureza pode ocorrer de maneira horizontal, de um indiví- duo para outro da mesma espécie ou não; ou vertical, da mãe para o feto (esse processo pode ocorrer durante a gestação ou durante o nascimento). A transmissão horizontal pode ocor- rer por meio de: • Contato: diretamente de um indiví- duo infectado para um hospedei- ro susceptível a partir de contato sexual, saliva, contato direto com pele infectada, ou indiretamente por objetos ou perdigotos (aeros- sóis, secreções respiratórias ou saliva). • Veículo: água ou alimentos contaminados. • Vetores: animais vertebrados ou invertebrados, sendo possível classificar os últimos em vetores biológicos (o vírus é replicado no vetor) ou mecânicos (o vetor ape- nas carreia o vírus). 20VIROLOGIA Além dos citados, não podemos es- quecer das transmissões por transfu- são de sangue e por transplantes. Penetração O vírus tem acesso ao corpo por meio de lesões na pele (cortes, mordidas, injeções) ou através das membranas mucoepiteliais que revestem os orifí- cios do corpo (olhos, trato respirató- rio, boca, genitália e trato gastrointes- tinal). A pele íntegra é uma barreira excelente com a infecção. Lágrimas, muco, epitélio ciliado, ácido estoma- cal, bile e imunoglobulina A (IgA) pro- tegem esses orifícios. SE LIGA! A inalação é provavelmente a rota mais comum de entrada das partí- culas virais. Disseminação Ao penetrar no corpo, o vírus se repli- ca em células que expressam recep- tores virais e possuem o maquinário biossintético apropriado. Os vírus po- dem se replicar e permanecer no sí- tio primário de penetração ou então se disseminar para outros tecidos via corrente sanguínea, via sistema mo- nonuclear fagocitário e o linfático, ou ainda via neurônios. A corrente sanguínea e o sistema lin- fático são as principais vias de disse- minação dos vírus no corpo. O vírus obtém acesso a esses meios após dano ao tecido, mediante absorção por macrófagos ou no transporte através das células mucoepiteliais da orofaringe, do trato gastrointestinal, da vagina ou do ânus. SE LIGA! O que é viremia? É o transporte do vírus na corrente sanguínea. O vírus pode estar livre no plasma ou associado com linfócitos ou macrófagos. Os vírus fagocitados por macrófagos podem es- tar inativados, podem se replicar ou po- dem ser carreados para outros tecidos. A replicação de um vírus em macrófa- gos, no revestimento endotelial de vasos sanguíneos ou no fígado pode causar a amplificação da infecção e iniciar o de- senvolvimento de viremia secundária. Em muitos casos, essa viremia secun- dária antecede o envio dos vírus ao teci- do-alvo (p. ex., fígado, cérebro, pele) e a manifestação dos sintomas específicos. Os vírus podem ter acesso ao sistema nervoso central ou ao cérebro (1) pela corrente sanguínea; (2) pelas menin- ges ou líquido cefalorraquidiano in- fectados; (3) pela migração de macró- fagos infectados; ou (4) pela infecção de neurônios periféricos e sensoriais (olfatórios). SE LIGA! Para garantir que a infecção seja bem-sucedida é necessário que o inócuo viral, isto é a concentração de partículas, deve ser suficiente para ini- ciar a infecção; as células no sítio inicial da infecção devem ser acessíveis, sus- cetíveis e permissivas ao vírus; e os me- canismos de defesa local do hospedeiro devem estar ausentes ou ineficientes. 21VIROLOGIA Manifestações do vírus (sintomática ou assintomática) Uma vez que o hospedeiro seja infec- tado, sua competência e estado imu- nológico são, provavelmente, os prin- cipais fatores que determinam se uma infecção viral provocará uma doença potencialmente fatal, uma lesão be- nigna ou ausência total de sintomas. Durante o período de incubação, o vírus está se replicando, mas ainda não atingiu o tecido-alvo, nem indu- ziu dando suficiente para causar a doença. É um período relativamente curto se o sítio primário de infecção é o tecido-alvo e produz os sintomas característicos da doença. Períodos de incubação mais longos ocorrem quando o vírus precisa se dissemi- nar para outros sítios e ser amplifica- do antes de atingir o tecido-alvo, ou quando os sintomas são causados por respostas imunopatológicas. Sin- tomas não específicos ou semelhan- tes aos da gripe podem preceder os sintomas característicos durante o pródromo. A natureza e a gravidade dos sin- tomas de uma doença viral estão relacionadas com a função do teci- do-alvo infectado e extensão das res- postas imunopatológicas desencade- adas. As infecções assintomáticas ou inaparentes constituem as principais fontes de contágio e ocorrem quan- do (1) o tecido infectado não é lesa- do; (2) a infecção é controlada antes de o vírus atingir o tecido-alvo; (3) se o tecido-alvo é composto por células de rápido ciclo celular; (4) se o tecido- -alvo é reparado rapidamente; ou (5) se a extensão do dano é inferior ao li- miar funcional para aquele tecido em particular. SE LIGA! Apesar da ausência de sinto- mas, os anticorpos específicos contra o vírus serão produzidos. Classificação modal das infecções virais As infecções virais podem causar do- ença aguda, crônica, persistente ou latente. A habilidade e a rapidez do sistema imune de uma pessoa em controlar e resolver uma infecção viral normalmente determinam se ocorre doença aguda ou crônica, assim como a intensidade dos sintomas. • Infecção aguda – Caracteriza-se pela curta duração e rápida erradi- cação do agente pela resposta imu- nológica do hospedeiro. Devido à rapidez da replicação, a quantida- de de vírus no organismo aumen- ta rapidamente após a infecção, atinge um pico após alguns dias e decresce também com certa rapi- dez. Essa redução coincide com o desenvolvimento de resposta imu- ne específica celular (linfócitos T citotóxicos) e humoral (anticorpos), que consegue erradicar o agente 22VIROLOGIA dos tecidos após alguns dias. Ex. gripe. • Infecção crônica – Se caracteri- zam pela persistência do vírus ou do genoma viral no hospedeiro por longos períodos. A maioria des- sas infecções se inicia como uma infecção aguda, caracterizada por uma rápida replicação viral, acom- panhada ou não de sinais clínicos. No entanto, ao contrário das infec- ções agudas, a resposta imunoló- gica montada pelo hospedeiro não é capaz de erradicar o agente, re- sultando na sua permanência nos tecidos por períodos variáveis. De acordo com a ocorrência ou não de replicação viral durante a persis- tência, dois tipos de infecções crô- nicas são reconhecidos: latentes ou persistentes. ◊ Infecções latentes: São carac- terizadas pela permanência do genoma viral nas células do hospedeiro, na maior parte do tempo sem replicação e pro- dução do vírus. A replicação e produção de progênie viral so- mente ocorrem em situações esporádicas e duram horas ou poucos dias. Ex.: Herpes geni- tal; herpes labial ◊ Infecções persistentes: Se ca- racterizam pela contínua re- plicação e produçãode par- tículas víricas nos tecidos do hospedeiro por tempo ilimita- do. Em geral, essas infecções são fatais. Um exemplo é o ví- rus do sarampo, responsável por uma forma rara de encefa- lite, denominada panencefalite esclerosante subaguda, vários anos após causar o sarampo. Uma infecção viral persistente é aparentemente distinta de uma infecção viral latente, por- que, na maior parte dos casos, os vírus infecciosos são detec- tados de modo gradual duran- te um longo período, em vez de aparecerem de repente. Figura 10. Infecções virais latentes e persistentes Fonte: Tortora et al. (2017) 23VIROLOGIA Infecção aguda: resfriado comum tardias: Infecção aguda: Raras complicações SSPE Sarampo, Episódio da doença Vírus não detectável Episódio da doença Episódio da doença Episódio da doença Episódio agudo diferenciado da doença Infecção latente: Varicela - zóster Infecção crônica: Hepatite B Infecção crônica: Doença tardia HTLV -1 Leucemia HIV Infecção lenta Vírus não detectável Episódio da doença Episódio da doença Episódio da doença Episódio da doençaZóster Não infeccioso SSPE Doença priônica, doença de Creutzfeldt - Jakob Excreção Figura 11. Infecção aguda e vários tipos de infecção persistente, conforme ilustrado pelas doenças indicadas na coluna da esquerda. O azul representa a presença do vírus; o verde indica o episódio de doença. SSPE: panencefalite esclero- sante subaguda, Fonte: Murray et al. (2014) 24VIROLOGIA MAPA MENTAL – PATOGÊNESE DA INFECÇÃO VIRAL O vírus ainda não atingiu o tecido alvo Contágio PATOGÊNESE DA INFECÇÃO VIRAL Manifestações do vírus Período de incubação Penetração Disseminação Pródromos Sintomas inespecíficos Infecções assintomáticas Infecções sintomáticas Infecção aguda Infecção crônica Infecção latente Infecção persistente Via neurônios Via corrente sanguínea Via sistema linfático Lesões na pele Membranas mucoepiteliais Olhos Trato respiratório Boca Genitália Trato gastrointestinal Transmissão vertical Transmissão horizontal De mãe para filho Vetores Veículo Contato Animais Água ou alimentos contaminados Sexual Saliva Pele Objetos Perdigotos Transplantes Transfusão sanguínea 25VIROLOGIA 6. PRINCIPAIS MÉTODOS DIAGNÓSTICOS Os principais métodos diagnósticos são: o PCR e a sorologia. PCR A reação em cadeia da polimerase (PCR, do inglês, polymerase chain reaction) amplifica poucas cópias de DNA viral milhões de vezes e é uma das técnicas mais recentes de análise genética. Nessa técnica, uma amostra é incubada com um par de pequenos oligômeros de DNA, denominados primers, que são complementares às extremidades de uma sequência ge- nética conhecida presente no DNA total. Os oligômeros hibridizam com a sequência de DNA molde apropriada MAPA MENTAL – CLASSIFICAÇÃO MODAL DAS INFECÇÕES VIRAIS Classificação modal das infecções virais Curta duração Rápida erradicação do agente Ex.: gripe Infecção latente O agente não é erradicado Longa duração do vírus no hospedeiro Infecção persistente Ex.: Herpes genital Replicação esporádica do vírus Aparece “de repente” Pode apresentar dois quadros diferentes Contínua e crescente reprodução do vírus Infecção aguda Infecção crônica 26VIROLOGIA e atuam como primers para a polime- rase, que irá copiar esse segmento específico do DNA. A amostra é en- tão aquecida para desnaturar o DNA (separando as fitas da dupla-hélice) e resfriada para permitir a hibridiza- ção dos primers na nova molécula de DNA (recém-sintetizada). Cada cópia de DNA se torna um novo molde. O processo é repetido muitas vezes (20 a 40) para amplificar a sequência de DNA original de forma exponencial. Uma sequência-alvo de DNA pode ser amplificada um milhão de vezes, em poucas horas, utilizando-se esse método. Essa técnica é especialmente útil para detectar sequências latentes e inte- gradas de vírus, tais como retrovírus, herpes-vírus, papilomavírus e outros papovavírus, bem como a detecção de vírus presente em baixas concen- trações e de vírus cujo isolamento seja muito difícil ou perigoso em cul- turas celulares. A técnica de RT-PCR (reação em ca- deia da polimerase com transcrição reversa) é uma variação PCR, que usa a transcriptase reversa retroviral para converter RNA viral ou RNA mensa- geiro em DNA e permitir a amplifica- ção por PCR das sequências de ácido nucleico viral. A quantificação do número de cópias de genoma em um paciente (carga viral) pode ser determinada por PCR em tempo real. Por exemplo, a con- centração de genoma viral (genomas de RNA são convertidos para DNA) é proporcional à taxa inicial de ampli- ficação por PCR do DNA genômico. Esse teste diagnóstico é especial- mente importante para o acompa- nhamento do curso da infecção por HIV. Sorologia Estudos sorológicos são usados para a identificação de vírus difíceis de se- rem isolados e cultivados em cultura celular, bem como de vírus que cau- sam doenças de longa duração. A so- rologia pode ser usada para identificar o vírus, para diferenciar doença agu- da de crônica e ainda para determinar se a infecção é primária ou trata-se de uma reinfecção. Na sorologia, são utilizados métodos para detecção de antígenos virais e/ou anticorpos es- pecíficos, produzidos pelo hospedeiro em resposta à infecção viral. Por meio da demonstração da presença de anticorpos ou alterações nos níveis destes, é possível obter informações 27VIROLOGIA valiosas quanto à condição imunoló- gica do indivíduo. A detecção de anticorpos imunoglo- bulina M (IgM) específicos para um vírus, que estão presentes durante as 2 ou 3 primeiras semanas de uma infecção primária, geralmente indi- ca infecção primária recente. Os tes- tes sorológicos também detectam as imunoglobulinas da classe G (IgG). A IgG é o anticorpo de memória produ- zido em grandes quantidades duran- te a infecção e que persiste por lon- gos períodos ou mesmo toda a vida, após a maioria das infecções virais. Além disso, a IgG é a imunoglobulina predominante no soro, representando 76% do total. MAPA MENTAL – PRINCIPAIS MÉTODOS DIAGNÓSTICOS PRINCIPAIS MÉTODOS DIAGNÓSTICOS Detecção de antígenos virais e/ou anticorpos PCR em tempo real Amplifica cópias de DNA viral RT - PCR PCR Importante para o acompanhamento da infecção por HIV Variação que usa a transcriptase reversa Sorologia IgG IgM Presente nas primeiras semanas de uma infecção primária Produzido em grandes quantidades durante a infecção Persiste por longa duração 28VIROLOGIA MAPA MENTAL – GERAL (3) Descapsidação Material genético Formado por capsômeros Envelope Morfologia Viral VIROLOGIA Patogênese da infecção viral Etapas da replicação viral Principais características dos vírus Métodos diagnósticos (4) Transcrição (5) Tradução (2) Penetração (1) Adsorção (7) Maturação (8) Liberação Variam conforme o material genético (6) Replicação Envoltório externo Estrutura resistente Composto de: Proteínas Lipídios Glicoproteínas Transmissão horizontal Membranas mucoepiteliais Corrente sanguínea Transmissão vertical Lesões na pele Vasos linfáticos Assintomática Neurônios Sintomática Contágio Penetração Disseminação Infecção Aguda Crônica Latente Persistente PCR Sorologia São agentes infecciosos Sem metabolismo próprio Sem enzimas para produção de energia e de proteínas Parasitos intracelulares obrigatórios Possuem DNA OU RNA Capsídeo Proteção 29VIROLOGIA REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS TORTORA, Gerard J. et al. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017 SANTOS, Norma Suely de Oliveira et al. Virologia Humana. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015 MURRAY, Patrick R. et al. Microbiologia Médica. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. FLORES, Eduardo Furtado. Patogenia das infecções víricas: Interações dos vírus com as cé- lulas e com os hospedeiros. In: VIROLOGIA Veterinária. 3. ed. [S. l.]: UFSM,2017. cap. 7. 30VIROLOGIA https://www.instagram.com/sanarflix/ https://www.youtube.com/sanarflix https://twitter.com/sanarflix
Compartilhar