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Microbiologia Médica Virologia • Vírus = VENENO (la7m) • fluido contagioso – do latim, contagium vivum fluidum. • As partículas virais não puderam ser estudadas até o século XX. • 1892 • Dimitri Iwanowiski – mosaico do Tabaco • Distinção entre bactérias e vírus • “Agentes filtráveis causadores de doenças” • 1900 • Walter Reed • A primeira doença humana associada com um agente filtrável foi a FEBRE AMARELA • 1908 - 1911 • Ellerman e Bang • certos 7pos de tumores foram causados por vírus • leucemia da galinha • Peyton Rous • agentes não-celulares como vírus poderiam espalhar tumores sólidos • Vírus do Sarcoma de Rous (RSV). • 1930 • Elford -> membranas de colódio • prender os vírus • vírus 7nham um tamanho de 1 nanometro • 1931 = microscopia eletrônica = 1ª imagens do vírus Wendell Stanley • 1980 e 1990 • Biologia molecular = identificação de novos vírus • HIV • CoV • SARS - síndrome respiratória aguda severa (2002) • MERS – síndrome respiratória do Oriente Médio (2012) • COVID-19 (2019) • Vírus > 1031 ORGANISMOS • Acelulares • Extracelular = Vírion / Parhcula viral • Vírus no ambiente não são considerados organismos vivos • Genoma Inativo • Intracelular • Quando um vírus penetra uma célula hospedeira os vírus estão vivos • Genoma ativo ou inativo Clínica: • “vírus podem ser considerados vivos por serem capazes de causar infecção e doença, assim como bactérias, fungos e protozoários patogênicos" • Contêm um único tipo de ácido nucleico, DNA ou RNA • Contêm um invólucro proteico que envolve o ácido nucleico. • às vezes recoberto por um envelope de lipídeos, proteínas e carboidratos • Multiplicam-se no interior de células vivas utilizando a maquinaria de síntese celular • Induzem a síntese de estruturas especializadas na transferência do ácido nucleico viral para outras células • Possuem poucas ou mesmo nenhuma enzima própria para seu metabolismo Morfologia Viral • NUCLEOCAPSÍDEO • CAPSÍDEO (Capsômeros) + GENOMA • ENVELOPE • Lípídeos • TEGUMENTO • Enzimas • Polimerases e transcriptases • Replicação e processamento do ácido nucléico viral • Carboidratos Capsídeo: • Composto de capsômeros • subunidades protéicas • Várias subunidades de uma mesma proteína ou subunidades de diferentes tipos de proteína • Determinado pelo genoma viral • Funções: • Proteção do genoma • Ligação a receptores celulares • Determinantes antigênicos • Simetrias: • Poliédrica ou Icosaédrica: • 20 triângulos equiláteros • Helicoidal: • Rígido em vírus de plantas • Longo e flexível em vírus animais • Complexa: • Para vírus que não seguem as simetrias acima Envelope: • Bicamada lipídica externa ao capsídeo • Derivado de membranas celulares • Saída da célula por extrusão • Espículas • Glicoproteínas virais • Infectividade viral • Identificação viral • Não é proteção extra → facilmente destruídos • Funções • Ligação aos receptores celulares • Penetração do vírus na célula • Determinantes antigênicos Tegumento: • Estrutura entre envelope e nucleocapsídeo • Proteico • Amorfo Genoma • Ácido Nucléico • Genes que codificam • Proteínas do Capsídeo • Enzimas Taxonomia Viral • Nomenclatura • Antigamente → Sintomatologia • 1966 → Comitê Internacional de Taxonomia Viral • Tipo de Ácido Nucléico • Estratégia de Replicação • Morfologia • Primeira letra é maiúscula e nome do gênero em itálico. • Família Herpesviridae • Gênero Herpesvirus • Espécie viral • Grupo de vírus que compartilha a mesma informação gené7ca e o mesmo espectro de hospedeiros • Espécies virais são designadas por nomes descritivos vulgares: • Vírus da imunodeficiência humana (HIV) • Subespécies (se existirem) são designadas com um número: • Vírus da imunodeficiência humana 1 (HIV-1) Familia de vírus que afetam humanos: Multiplicação Viral “Para que um vírus se multiplique, ele precisa invadir uma célula hospedeira e tomar conta de sua maquinaria metabólica” • Intracelular obrigatório • Célula Hospedeira fornece • Enzimas para a síntese proteica • Ribossomos • RNAt • Energia 1. Ancoragem ou Adsorção 2. Penetração 3. Decapsidação ou Desnudamento 4. Biossíntese 1. DNA vírus 2. RNA vírus 5. Maturação 6. Liberação 1. ANCORAGEM ou ADSORÇÃO • Sítios de adsorção espalhados na superficie viral ligam-se a receptores específicos da membrana da célula • Receptores variam conforme características genéticas do hospedeiro • Susceptibilidade individual • Desenvolvimento de drogas antivirais • Anticorpos monoclonais • Proteínas receptoras 2. PENETRAÇÃO • Endocitose • Vírus Simples • Vesículas digestivas • Fusão • Vírus Envelopados • Envelope se funde com a membrana plasmática • Liberação do capsídeo no citoplasma 3. DECAPSIDAÇÃO ou DESNUDAMENTO • Liberação do Ácido Nucléico • Digestão do Capsídeo pelas enzimas lisossomais de vesículas digestivas • Varia conforme o tipo de vírus • Poxvírus – enzima própria após infecção • Poliovírus – durante a ancoragem 4. BIOSSÍNTESE • DNA vírus • DNA duplicado no núcleo hospedeiro através de enzimas virais • Proteínas do capsídeo são sintetizadas no citoplasma e migram para o núcleo para unirem-se ao DNA • Vírions são transportados pelo RE para a MP e liberados • RNA vírus • Diferentes mecanismos de síntese de RNAm e RNA viral • Multiplicam-se no citoplasma hospedeiro 5. MATURAÇÃO • Montagem do capsídeo proteico • Envelope • Proteínas sintetizadas pelo vírus e incorporadas à MP hospedeira • Lipídeos e carboidratos são sintetizados pelo hospedeiro 6. LIBERAÇÃO • Vírus Simples • Rupturas na MP • Causa morte da célula hospedeira • Vírus Envelopado • Capsídeo montado empurra a MP • Envelope desenvolve-se ao redor do capsídeo por brotamento • Não mata a célula hospedeira imediatamente Infecções Virais • Virulência (latim = virulentia) • É a capacidade infecciosa de um microrganismo • É medida pela mortalidade que ele produz e/ou por seu poder de invadir tecidos do hospedeiro. • Determina se a infecção ocorre e o quão graves são os sintomas da doença viral. • Depende de vários fatores: • Virulência do vírus • Susceptibilidade do hospedeiro • Efeitos de substâncias bioquímicas geradas a partir da interação vírus-célula • Reações inflamatórias e imunológicas resultantes dessa interação. • Maioria = subclínica, assintomática • Defesas imunológicas do hospedeiro detêm os vírus antes da manifestação dos sintomas da doença. • Multiplicação nas células hospedeiras causa danos e, frequentemente, morte celular • Doença ocorre somente se o vírus se replica em número suficiente para: • Danificar ou destruir diretamente células essenciais • Causar a liberação de toxinas pelos tecidos infectados • Danificar genes celulares • Danificar funções orgânicas indiretamente como resultado da resposta imune do hospedeiro à presença de antígenos virais. Após a contaminação a possibilidade de exis7r uma infecção é diretamente proporcional ao NÚMERO DE VÍRUS INFECTANTES multiplicado pela sua VIRULÊNCIA e inversamente proporcional à RESISTÊNCIA LOCAL, celular do hospedeiro. • AGUDAS • indica a produção rápida de vírus seguida da resolução e eliminação rápida da infecção pelo hospedeiro. • Autolimitada • Localizadas • quando se restringem aos tecidos e órgãos que inicialmente foram porta de entrada do vírus. • O aparecimento de manifestações sintomáticas ocorre no ponto de infecção • Proliferação viral localizada. • Sistêmicas• quadros infecciosos que se distribuem através do organismo e alcançam distintos tecidos e órgãos simultaneamente. • PERSISTENTES • Não são eliminadas rapidamente • Partículas virais ou produtos virais continuam a ser produzidos por longos períodos. • Relacionados ao Câncer • Infecção crônica • o vírus é continuamente replicado e excretado. • Infecção de evolução lenta • longos períodos de incubação. O desenvolvimento da doença tem um curso longo, progressivo e frequentemente fatal. • LATENTES • Vírus em equilíbrio sem produzir doença • persiste numa forma "não infecciosa” com períodos intermitentes de reativação. • Reativado por imunossupressão • Estado LISOGÊNICO intracelular • vírus permanece no organismo sem provocar manifestações clínicas. • não há detecção de partículas virais. Espectro de Hospedeiros • Consiste na variedade de células hospedeiras que o vírus pode infectar. • A maioria dos vírus é capaz de infectar tipos específicos de células de uma única espécie de hospedeiro. • Em raras exceções, os vírus cruzam barreiras de espécies, expandindo assim seu espectro de hospedeiros. • BATERIOFAGOS / FAGOS • vírus que infectam bactérias • FAGOTERAPIA = Utilização de bacteriófagos para tratar infecções bacterianas • Determinado: • Exigência viral quanto à sua ligação específica à célula hospedeira • Disponibilidade de fatores celulares do hospedeiro em potencial necessários para a multiplicação vira • Para que ocorra a Infecção da célula hospedeira, a superficie externa do vírus deve interagir quimicamente com receptores específicos presentes na superficie celular • Vírus Oncolíticos • Atividades antitumorais específicas • seletivamente infectar e matar células tumorais ou induzir uma resposta imune contra essas células. Patogenia das Viroses • Epitélio • Infecção local / Mucosas → órgãos • Corrente Linfática • capilares → linfonodos → macrófagos → processamento e início da resposta imune ou, em alguns casos → replicação do vírus e disseminação pelo organismo • Nervos periféricos • transportados dentro do axônio até o SNC onde vão causar consequências variadas. • Sangue (viremia) • veículo rápido e efetivo. A partir dele os vírus podem invadir órgãos e tecidos (pele, SNC, feto). • Último estágio da Patogênese • Fase de transmissão • Secreções respiratórias: • muco, saliva → tosse, espirro, fala • Fezes: • Infecções do trato entérico → poluição ambiental (água e alimentos). • Pele: • infecções transmitidas por abrasões. • Trato genito-urinário: • vírus transmitido via sexual. • Urina → contaminação ambiental • Fetal • Vertical • Sangue: • artrópodes. • Cortes • Lesões • Não necessariamente novos • Identificados como causadores de novas doenças em humanos • Animais selvagens • Ex: • 1983 – HIV • 1993 – Hantavirus • 1995 – Febre Hemorrágica Ebola • 2003 – H1N1 • 2019 – Covid-19 Vírus e Câncer • 1908 • Relação entre câncer e vírus - Wilhelm Ellerman e Olaf Bang (Dinamarca) • Isolamento do vírus causador da leucemia aviária • A leucemia podia ser transmitida para aves sadias por meio de filtrados livres de células que continham vírus • 1911 • F. Peyton Rous (Instituto Rockefeller - Nova York) • Transmissão de um tipo de sarcoma de galinhas • 1936 • Adenocarcinomas induzidos por vírus • tumores de glândula mamária de camundongos eram transmitidos das mães para as crias através do leite. • 1972 → HUMANOS - Sarah Stewart • Assume-se a etiologia devido: • A maioria das partículas de alguns vírus é infectiva, mas não causa câncer. • O câncer pode se desenvolver somente muito tempo após a infecção viral. • Vírus alteram o material genético da célula • O câncer não parece ser contagioso, como ocorre em muitas doenças virais • Condição Multifatorial • Oncogenes: • Prêmio Nobel de Medicina (1989) • Michael Bishop e Harold E. Varmus • “Genes indutores de câncer transmi7dos pelos vírus são, na verdade, derivados de células animais”. • O gene “src” causador de câncer, encontrado no vírus do sarcoma aviário, é derivado de uma parte normal do genoma das galinhas • Vírus oncogênico ou oncovírus • Capacidade viral de induzir tumores • 10% dos casos de câncer são causados por vírus • Oncogenes • Parte do genoma viral • Indutores de câncer • Derivados de células animais • Material genético se integra ao DNA da célula hospedeira, replicando juntamente com os cromossomos celulares • Oncovírus • Pode alterar as características da célula hospedeira. • As células tumorais sofrem transformação e tendem a exibir anormalidades cromossômicas, como um número anormal de cromossomos e cromossomos fragmentados • Célula tumoral sofre transformação • perde a inibição por contato • Antigeno T = Ag de transplante específico de tumor (TSTA) • Número anormal de cromossomos • International Agency for Research on Cancer (IARC) • Classificaram Agentes carcinogênicos do 7po 1 = fortemente associados com CA Humano • Epstein Barr (EBV) • Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) • Papillomaviruses (HPV) • Merkel cell polyomavirus (MCPV) • Hepa77s B virus (HBV), Hepa77s C virus (HCV) • Human T-cell Lymphotropic virus type 1 (HTLV1) Oncogenes virais • Aumentam a taxa de multiplicação celular e resistência à apoptose. • Causam alterações nos mecanismos de reparo do DNA, instabilidade genética, encurtamento telômeros • Inativação de p54 e pRb (gnes supressores de tumor) • Ativação de proto-oncogenes Inflamação Lesão local crônica e progressiva Imunossupressão • 1950 – Macfarlane Burnet • Sistema imunológico • Reconhece e destrói células transformadas antes de formarem tumores • Destroem tumores ja formados Imunocomprometidos = maior incidência de tumores • Tumores expressam Ag • SI = reconhece e responde • Tumores evadem SI • Para o crescimento do tumor, é necessário haver falha no sistema imune • Vigilância Imunológica varia conforme tumor… • Tumores são fracamente Imunogênicos = Células tumorais derivam de células do hospedeiro e são parecidas com células normais • Induzidos por vírus ou carcinógenos potentes tem reações imunes mais fortes • Crescimento tumoral mais rápido do que capacidade imune de combater • Capacidade de evasão Tumoral • Vírus Oncogênicos • Vírus DNA • Ag proteicos induzidos pelo vírus expressos no núcleo, citoplasma e MP • Imunossuprimidos tem maiores chances de desenvolver esses CA • Ex: HPV → Carcinoma Cervical • HIV + HPV → Aumenta chances de CA cervical • Vacina contra HPV = Reduz incidência de CA cervical Vírus RNA = HTLV-1 = Linfoma de Células T Viroses e Sistema Imune • Intracelulares obrigatórios • Lesão tecidual • Interferem na síntese e função das proteínas celulares • Infecção lítica (lise celular) • Respostas imunológicas Inata e Adaptativa • Objetivam bloquear a infecção e eliminar as células infectadas • Inata - Interferons – NK • Adaptativa - Anticorpos – Linfócitos T Citotóxicos • Imunidade Inata: • PRINCIPAIS MECANISMOS: • Inibição da infecção pela produção de IFN 7po I pelas céls infectadas • Morte celular por NK • Início da infecção • Reconhece células infectadas onde o vírus causa bloqueio da expressão MHC de classe I • Produção IFN • Imunidade Adaptativa: • PRINCIPAIS MECANISMOS: • Mediação por Ac bloqueiam a ligação do vírus para entrada nas células • Opsonização + fagocitose • Vírus envelopados • Linfócitos T citotóxicos que eliminam a infecção • Infecções Latentes • Equilíbrio Infecção X Resposta Imune • Mantida pelos Linfócitos T citotóxicos • Déficit imunitário = reativaçãoviral • Ex. Herpes virus • EFEITOS LESIVOS DAS RESPOSTAS • Linfócitos T citotóxicos são capazes de destruir células na tentativa de erradicar a infecção • Hepatite B • Formação de complexos imunológicos circulantes com Ag virais e Ac específicos • Deposição nos vasos = vasculite sistêmica • EVASÃO DA RESPOSTA IMUNOLÓGICA • VARIAÇÃO ANTIGÊNICA • Mutações pontuais • INIBIÇÃO DO PROCESSO ANTIGÊNICO • Bloqueio da síntese de MHC • HOMÓLOGOS DO RECEPTOR DE CITOCINAS • Inibidores de citocinas • CITOCINAS IMUNOSSUPRESSORAS • Diminuem a resposta dos Linfócitos T citotóxicos • INFECÇAO E MORTE ou DANO FUNCIONAL DAS CÉLULAS IMUNES • Infecção das TCD4+ (HIV) Pesquisar: 1. O que é um Provírus? 2. Como um vírus de RNA pode causar câncer se não possui um DNA para ser inserido no genoma da célula hospedeira? 3. O que são Príons? 4. Como os Genes Virais contribuem para a formação do Genoma Humano?
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