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UNIDADE II TÓPICOS INTEGRADORES II - BIOMEDICINA 2 Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação, sem prévia autorização, por escrito, do Grupo Ser Educacional. Edição, revisão e diagramação: Equipe de Desenvolvimento de Material Didático EaD _______________________________________________________________________ Gonçales, Juliana. Tópicos Integradores II – Biomedicina: Unidade 2 Recife: Grupo Ser Educacional, 2020. _______________________________________________________________________ Grupo Ser Educacional Rua Treze de Maio, 254 - Santo Amaro CEP: 50100-160, Recife - PE PABX: (81) 3413-4611 3 Sumário CoNSiDErAÇÕES GErAiS ......................................................................................... 4 ESTruTurA DoS VÍruS ............................................................................................ 5 Capsídeo ............................................................................................................................................... 5 Envelope ............................................................................................................................................... 6 CiCLo DoS VÍruS ........................................................................................................ 7 Adsorção .............................................................................................................................................. 7 Penetração ........................................................................................................................................... 8 Síntese viral / Estratégias de replicação ........................................................................................ 8 maturação ............................................................................................................................................ 9 Liberação .............................................................................................................................................. 9 PAToGÊNESE ................................................................................................................ 10 instauração da infecção ................................................................................................................... 11 Transmissão ......................................................................................................................................... 11 PrEVENÇÃo E VACiNAS ............................................................................................ 12 PriNCiPAiS FErrAmENTAS DiAGNÓSTiCAS ........................................................ 13 PriNCiPAiS FAmÍLiAS DoS VÍruS .......................................................................... 14 orthomyxoviridae ................................................................................................................................ 14 retroviridae .......................................................................................................................................... 14 Flaviviridae ........................................................................................................................................... 14 Coronaviridae ...................................................................................................................................... 15 Hepadnaviridae ................................................................................................................................... 15 4 TÓPiCoS iNTEGrADorES ii - BiomEDiCiNA uNiDADE 2 PArA iNÍCio DE CoNVErSA Olá aluno (a), como vai? Seja bem-vindo(a) ao segundo guia de estudos da disciplina de Tópicos Integradores II de Biomedicina. Neste guia iremos abordar os aspectos gerais dos vírus, seus respectivos materiais genéticos, taxonomia, replicação e as principais viroses e suas características. Vamos lá? oriENTAÇÕES DA DiSCiPLiNA Este guia de estudo irá abordar aspectos não estudados anteriormente, por este motivo é importante que você acesse os materiais adicionais, bem como, consulte a bibliografia indicada. Não se esqueça que no ensino a distância, você é gestor(a) do seu progresso acadêmico e fundamental para que você consiga adquirir o conhecimento necessário para se tornar um excelente profissional. Sendo assim, organize seu tempo de estudo de acordo com sua disponibilidade e dificuldade. PALAVrAS Do ProFESSor CoNSiDErAÇÕES GErAiS Os vírus são estruturas compostas basicamente por uma molécula de ácido nucleico, envolta por uma capa protetora formada de proteínas, e que, ocasionalmente podem apresentar um envelope lipídico. Os vírus são considerados parasitas intracelulares obrigatórios, pois não apresentam mecanismos enzimáticos próprios para realizar o processo de replicação, necessitando, desta forma, dos aparatos celulares das para concluir o seu ciclo reprodutivo. 5 Embora apresentem uma estrutura relativamente simples, os vírus ostentam propriedades que os permitem infectar diferentes tipos de células (dependendo do seu tropismo) e promover danos funcionais. De maneira geral, os mecanismos de infecções por vírus são conduzidos pelo material genético (que pode ser DNA ou RNA), que induzem a célula alvo a codificar proteínas específicas, que formam os seus componentes estruturais, promovendo a formação de novas partículas virais. ESTruTurA DoS VÍruS Os vírus são estruturalmente formados por dois componentes básicos, o genoma viral e a capa proteica que o envolve, denominada capsídeo. A estrutura conjunta, formada pelos dois componentes, recebe o nome nucleocapsídeo. Podem ser organizados em diferentes grupos, a partir da análise das variações estruturais e de propriedades físico-químicas e biológicas, permitindo a classificação dos vírus quanto a sua morfologia, tipo de material genético, presença ou ausência de envelope lipídico, estratégias de replicação, entre outras. Figura 1. Desenho esquemático apontando as estruturas virais Fonte: https://beduka.com/blog/wp-content/uploads/2019/09/capsideo-envelopado-e-descoberto.jpg Capsídeo O capsídeo é uma estrutura que desempenha a função de proteger e transportar o genoma viral, do meio extra para o meio intracelular. Em decorrência do tamanho reduzido de seus genomas, os vírus podem assumir estratégias de economia de energia genética, a partir da produção de cópias de uma mesma subunidade proteica (também podem gerar proteínas diferentes), que ao se associarem entre si, formam estruturas chamadas capsômeros. https://beduka.com/blog/wp-content/uploads/2019/09/capsideo-envelopado-e-descoberto.jpg 6 A ligação entre os capsômeros que apresentam conformações semelhantes (por apresentar mesma composição proteica) resultam em um arranjo simétrico, que formam capsídeos com diferentes formas geométricas. Os vírus podem ser classificados quanto ao seu arranjo estrutural em cinco formas básicas: icosaédrico não envelopado, icosaédrico envelopado, helicoidal não envelopado, helicoidal envelopado e complexos. A morfologia icosaédrica se apresenta como um polígono de vinte lados (icoságono) triangulares e doze vértices, enquanto à forma helicoidal é caracterizada pela sua conformação cilíndrica. Alguns vírus podem apresentar uma morfologia mais complexa, como é o caso dos bacteriófagos, que contém outros elementos estruturais como: a cauda, a bainha contrátil, fibras e placa basal. Envelope É uma estrutura presente apenas em algumas famílias virais, e por isso, os vírus podem ser classificados quanto a sua presença ou ausência. O envelope é formado por uma bicamada lipídica originada da membrana da célula alvo, a partir de um processo chamado brotamento. Esse processo se inicia com a codificaçãoe direcionamento de proteínas virais para a membrana plasmática (dependendo da espécie viral ou do local onde ocorre a replicação, o envelope também pode ser originado a partir de membranas intracitoplasmáticas), seguida da interação dessas proteínas, com as proteínas estruturais presentes no citoplasma, que resulta na formação de um componente lipídico com proteínas aderidas, que passam a envolver o nucleocapsídeo. As proteínas virais presentes no envelope participam da adesão e internalização das partículas virais em novas células alvo. Prezado(a) estudante, lembramos que a saída dos vírus envelopados normalmente não induz a morte celular, por necessitar da membrana citoplasmática da célula, as partículas são liberadas por brotamento. Figuras: 2, 3, 4 e 5 – Morfologia viral Fontes das figuras 2,3,4 e 5 simultaneamente: 7 https://lh5.ggpht.com/-TPmoVPWY1K8/TnlWYjnVMWI/AAAAAAAADXM/1ehaWwiD0xA/500px-Non- enveloped_icosahedral_virus.svg%25255B10%25255D.png?imgmax=800 https://lh5.ggpht.com/-9z6emHRGRqA/TnlWZQyqxzI/AAAAAAAADXQ/0w1Fc1XRie4/500px-Enveloped_ icosahedral_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800 https://lh5.ggpht.com/-ZZKS38A_MYM/TnlWapZ5wnI/AAAAAAAADXY/id-flQ74F4w/500px-Non- enveloped_helical_virus.svg%25255B6%25255D.png?imgmax=800 https://lh6.ggpht.com/-_mgNwfPwKQw/TnlWbadjiqI/AAAAAAAADXc/PY0RrvPlxhc/500px-Enveloped_ helical_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800 áCiDoS NuCLEiCoS (ST) O material genético pode ser de DNA ou RNA, o que favorece as variações estruturais do genoma, já que os dois ácidos nucleicos possuem sequências de nucleotídeos diferentes. Os vírus podem ser organizados pela sua composição genômica e estratégias de replicação, a partir da classificação proposta por David Baltimore, que agrupam os vírus em sete classes diferentes, compostas respectivamente por: § Classe I: DNA de fita dupla. § Classe II: DNA de fita simples. § Classe III: RNA de fita dupla. § Classe IV: RNA de fita simples com polaridade positiva. § Classe V: RNA de fita simples com polaridade negativa. § Classe VI: RNA de fita simples com polaridade positiva e DNA intermediário. § Classe VII: DNA de fita dupla com RNA intermediário. Informamos que as particularidades voltadas para as estratégias de replicação de cada classe, serão comentadas posteriormente. CiCLo DoS VÍruS O ciclo de replicação dos vírus se inicia quando uma partícula viral é internalizada em uma célula que fornece os mecanismos necessários para a produção de novas partículas. O processo de replicação apresenta etapas comuns a todos os tipos de vírus, como a adsorção, penetração, desnudamento, montagem e liberação, mas, a etapa de síntese viral apresenta particularidades que variam em decorrência da composição genômica dos vírus. Adsorção O processo de adsorção é caracterizado pela interação entre as proteínas presentes nas partículas virais e as proteínas de superfície celular, formando uma interação ligante/receptor. Receptores, nesse caso, é o nome dado a proteínas que desempenham funções fisiológicas nas células, mas que podem ser reconhecidas pelas partículas virais, promovendo sua ancoragem. https://lh5.ggpht.com/-TPmoVPWY1K8/TnlWYjnVMWI/AAAAAAAADXM/1ehaWwiD0xA/500px-Non-enveloped_icosahedral_virus.svg%25255B10%25255D.png?imgmax=800 https://lh5.ggpht.com/-TPmoVPWY1K8/TnlWYjnVMWI/AAAAAAAADXM/1ehaWwiD0xA/500px-Non-enveloped_icosahedral_virus.svg%25255B10%25255D.png?imgmax=800 https://lh5.ggpht.com/-9z6emHRGRqA/TnlWZQyqxzI/AAAAAAAADXQ/0w1Fc1XRie4/500px-Enveloped_icosahedral_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800 https://lh5.ggpht.com/-9z6emHRGRqA/TnlWZQyqxzI/AAAAAAAADXQ/0w1Fc1XRie4/500px-Enveloped_icosahedral_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800 https://lh5.ggpht.com/-ZZKS38A_MYM/TnlWapZ5wnI/AAAAAAAADXY/id-flQ74F4w/500px-Non-enveloped_helical_virus.svg%25255B6%25255D.png?imgmax=800 https://lh5.ggpht.com/-ZZKS38A_MYM/TnlWapZ5wnI/AAAAAAAADXY/id-flQ74F4w/500px-Non-enveloped_helical_virus.svg%25255B6%25255D.png?imgmax=800 https://lh6.ggpht.com/https://lh6.ggpht.com/-_mgNwfPwKQw/TnlWbadjiqI/AAAAAAAADXc/PY0RrvPlxhc/500px-Enveloped_helical_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800-_mgNwfPwKQw/TnlWbadjiqI/AAAAAAAADXc/PY0RrvPlxhc/500px-Enveloped_helical_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800 https://lh6.ggpht.com/https://lh6.ggpht.com/-_mgNwfPwKQw/TnlWbadjiqI/AAAAAAAADXc/PY0RrvPlxhc/500px-Enveloped_helical_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800-_mgNwfPwKQw/TnlWbadjiqI/AAAAAAAADXc/PY0RrvPlxhc/500px-Enveloped_helical_virus.svg%25255B9%25255D.png?imgmax=800 8 A presença dos receptores em diferentes tipos de células determina o tropismo viral, ao tornar as células mais vulneráveis à infecção. O processo de adsorção é essencial para a replicação viral, mas, existe a possibilidade de células exibirem os receptores necessários para o reconhecimento, mas não apresentar a capacidade de realizar outras etapas da replicação. Penetração É a fase caracterizada pela internalização do vírus na célula alvo, mediado principalmente por processos de endocitose ou fusão de membrana. A fusão de membrana é um processo de penetração realizado por vírus envelopados, que conseguem fundir o seu envelope lipídico a membrana plasmática das células, permitindo a sua internalização no citoplasma celular. Os vírus (envelopados ou não) podem ser internalizados a partir de invaginações de membrana, que resultam na formação de vesículas endocíticas (endocitose), que possuem a função de se fundir aos lisossomos para concluir a digestão das partículas. Os vírus apresentam diferentes mecanismos capazes de inviabilizar a funcionalidade das vesículas, resultando na sua liberação no citoplasma. Após a conclusão do processo de penetração, o capsídeo do vírus é removido por ação enzimática, causando a liberação do seu genoma no citoplasma celular, o que caracteriza a fase de desnudamento. Síntese viral / Estratégias de replicação É o processo que culmina na formação de proteínas classificadas como estruturais ou não estruturais, a partir do processo de tradução de RNA mensageiro. As proteínas estruturais possuem a função de formar o capsídeo e o envelope, enquanto as não estruturais são proteínas que desempenham funções relacionadas ao processo de replicação viral. De maneira geral, a replicação dos vírus com genoma de DNA é realizada no núcleo das células, enquanto os de RNA são feitos no citoplasma (salvo exceções). Independentemente do tipo de ácido nucleico, os vírus possuem o objetivo comum de produzir RNA mensageiro, para posterior tradução em proteínas (mediada pelos ribossomos celulares). Como já dito anteriormente, a classificação de Baltimore permite a organização dos vírus em diferentes classes, baseando-se no tipo de material genético e nas suas ferramentas para efetivar a replicação viral. Os vírus com DNA de fita dupla correspondem a classe I. Apresentam como característica a rápida transcrição do DNA viral em RNA mensageiro através de enzimas produzidas pela própria célula, para posterior tradução em proteínas estruturais e não estruturais. Os vírus com DNA de fita simples correspondem à classe II. Como a DNA polimerase celular só reconhece DNA de fita dupla, os vírus dessa classe estimulam o núcleo celular a produzir uma fita complementar ao seu DNA, originando uma forma replicativa de DNA com fita dupla. Os vírus com RNA de fita dupla correspondem à classe III. A replicação desses vírus se baseia na utilização da fita dupla de RNA, para a produção de RNA mensageiro, posteriormente traduzidos em proteínas virais. A reação é feita por uma enzima que tem origem viral, chamada RNA polimerase dependente de RNA. 9 Os vírus com RNA de fita simples com polaridade positiva correspondem à classe IV. Por apresentar sentido positivo, o genoma dos vírus atua como RNA mensageiro, sendo diretamente traduzidos em uma proteína extensa, que é posteriormente processada em diversas proteínas virais, pela ação de enzimas celulares e virais. Os vírus com RNA de fita simples com polaridadenegativa correspondem à classe V. Por ter sentido negativo, a fita de RNA não pode ser traduzida diretamente. Também utiliza a enzima viral RNA polimerase RNA dependente, para produzir uma fita complementar de sentido positivo, possibilitando a tradução. Os vírus com RNA de fita simples com polaridade positiva e DNA intermediário correspondem à classe VI. Possui um genoma diploide de RNA, que produz um DNA intermediário durante o processo de replicação, a partir da ação da enzima viral transcriptase reversa. Após a transcrição do DNA, esse ácido nucleico é incorporado no genoma da célula e passa a ser transcrito em RNA mensageiro, a partir da atividade enzimática da RNA polimerase dependente de DNA. Os vírus com DNA de fita dupla com RNA intermediário correspondem à classe VII. O DNA dessa classe de vírus é considerado como parcialmente duplo, e no núcleo, tem a sua cadeia completada pela ação de enzimas virais e/ou celulares. O DNA duplo completo pode ser transcrito em RNA mensageiro, que é traduzido em proteínas estruturais e não estruturais, mas, também é transcrito em um RNA intermediário de maior extensão gênica, que será utilizado como molde para a formação do DNA viral. maturação É a fase caracterizada pela automontagem dos vírus, a partir da associação dos seus componentes estruturais previamente formados na fase de síntese. A formação dos nuclecapsídeos é mediada por interações espontâneas entre as proteínas e o genoma. Em vírus envelopados, a montagem segue as etapas que levam à formação do envelope pelo processo de brotamento. Liberação A liberação dos vírus formados pode ou não resultar na lise celular, essa condição varia dependendo da quantidade de vírus que foi replicado e da presença ou ausência de envelope. Os não envelopados são liberados pelo rompimento da célula, causado pelo acúmulo de grande quantidade de vírus. A liberação de vírus envelopados é feita gradualmente pelo processo de brotamento, que remove parte da membrana plasmática, mas, só causa a morte celular caso haja altas concentrações de vírus. Vale salientar que caso o envelope seja originário de membranas intracitoplasmáticas, esses vírus podem ser eliminados por exocitose. 10 Figura 6. Desenho esquemático do processo de replicação viral Fonte: http://www.fiocruz.br/ioc/media/ConceitosMetodos_volume4.pdf PAToGÊNESE A patogênese está relacionada ao estudo de fatores virais, de resposta do hospedeiro e mecanismos de transmissão, que interferem na instalação das doenças virais. As doenças virais podem causar sintomatologias clínicas acentuadas, leves ou até mesmo, sem sintomas clínicos evidentes. A presença de sintomas está ligada a fatores como o grau de patogenicidade da cepa viral e ao tipo de resposta imunológica realizada pelo hospedeiro. Os sintomas clínicos de doenças virais podem ser pouco específicos, já que existem vários vírus que inicialmente promovem os mesmos sintomas, ou que um mesmo vírus manifeste sintomas diferentes. As infecções virais podem ser classificadas como localizadas ou sistêmicas, sendo que uma infecção localizada é caracterizada pela presença de replicação viral, apenas em locais próximos aos sítios primários de infecção. Já as infecções sistêmicas ocorrem quando os vírus conseguem ultrapassar as barreiras físicas e imunológicas presentes no sítio primário da infecção, alcançando os tecidos subsequentes, que levam à sua disseminação. http://www.fiocruz.br/ioc/media/ConceitosMetodos_volume4.pdf 11 A disseminação dos vírus pode ser realizada pelo sistema linfático, pelos nervos, pela superfície epitelial, e principalmente, pela corrente sanguínea. O termo viremia é utilizado para indicar a presença de partículas virais no sangue. Quanto à origem dos vírus, as viremias podem ser classificadas como ativas (quando os vírus são originados da replicação viral que ocorre no local primário da infecção) ou passivas (quando as partículas são introduzidas diretamente na corrente sanguínea, como acontece em transmissão vetorial, pela penetração de agulhas contaminadas, transfusão sanguínea ou transplantes de órgãos). As viremias também podem ser classificadas a partir da avaliação da velocidade de replicação viral, em primárias e secundárias. As viremias primárias são caracterizadas pela presença de baixas concentrações de partículas virais provenientes das replicações que ocorrem no local primário de infecção. Em consequência da disseminação dos vírus para outros órgãos, os níveis de replicação e liberação de partículas virais no sangue aumentam drasticamente, caracterizando a viremia secundária. Estudante, ressaltamos que a latência viral é o termo utilizado para indicar a presença do vírus no paciente, mas sem manifestação de sintomas. instauração da infecção Para o estabelecimento de um processo infeccioso é necessário levar em consideração alguns fatores, como: a sobrevivência dos vírus no ambiente externo até entrar em contato com um hospedeiro, a presença de células que expressem proteínas que sejam reconhecidas pelos vírus e que apresentem os aparatos necessários para a replicação viral e o comprometimento dos mecanismos de defesa do hospedeiro. Transmissão A rota de entrada dos vírus corresponde principalmente as mucosas do sistema respiratório e gastrointestinal, mas também podem penetrar no organismo do hospedeiro através da mucosa da conjuntiva (membrana presente nos olhos), do sistema geniturinário e através da pele. O sistema respiratório é a principal porta de entrada para as infecções virais. Os principais mecanismos de defesa desse sistema envolvem a presença de resposta humoral por anticorpos IgA, células fagocitárias, células e glândulas secretoras de muco, que interfere na etapa de adsorção viral, entre outros. A contaminação do sistema respiratório é feita a partir do contato com aerossóis que atuam como carreadores das partículas virais, que podem burlar os mecanismos de defesa e causar infecção. Alguns exemplos de vírus que apresentam tropismo pelo sistema respiratório são: Coronavírus, Vírus da Influenza, Vírus da Parainfluenza e Adenovírus (infecção localizada); Vírus do Sarampo, Rubéola e Caxumba (infecção sistêmica). 12 Os principais mecanismos de defesa do sistema gastrointestinal incluem a presença de resposta humoral por anticorpos IgA, locais com extremos de PH (acidez do estômago e alcalinidade do intestino), altas concentrações de enzimas digestivas, presença da bile, muco, o peristaltismo, que dificulta a aderência dos vírus, entre outros. A contaminação é normalmente feita através da ingestão de água ou alimentos contaminados, ou pela transferência oral de saliva. Os vírus que causam infecção no trato gastrointestinal são resistentes as variações de PH, são alguns exemplos: Citomegalovírus, Vírus Epstein-Barr (promovem infecções na boca e orofaringe); Rotavírus, Astrovírus (causam inflamações intestinais); Vírus da Hepatite A e E (podem causar infecções sistêmicas). Destacamos ainda que alguns vírus podem ser transmitidos pela mucosa anal, como é o caso do vírus da imunodeficiência humana (HIV). O sistema geniturinário é a rota utilizada por vírus que tem sua transmissão relacionada às relações sexuais e compartilhamento de roupas íntimas. O PH ácido e a presença de muco, constituem as principais linhas de defesa do sistema. Os vírus relacionados com infecções desse sistema, podem promover infecções localizadas (Ex: Vírus do Herpes Simplex, Papilomavírus Humano) ou sistêmicas (Ex: HIV, Hepatite B e C). A mucosa conjuntiva é protegida por anticorpos IgA, pela barreira física formada pelas pálpebras e cílios, pela constante lubrificação promovida pela secreção lacrimal, que diminuem consideravelmente o risco de contaminação. A transmissão ocorre principalmente através das mãos contaminadas, são exemplos de vírus: Adenovírus e Enterovírus. A proteção da pele é fornecida pela presença de pelos, gordura, suor, e principalmente pela grossa camada de células queratinizadas,que formam uma barreira física que impede a penetração dos vírus. A penetração do vírus só é possível quando existe perda da integridade da pele, como consequência de lesões locais. A transmissão vetorial é principalmente associada aos Arbovírus (vírus presentes em artrópodes, em especial os mosquitos), que são transmitidos diretamente na corrente sanguínea pela picada de seus vetores. Os principais representantes são: Dengue Vírus, Zika Vírus e Chikungunya Vírus. Também é fato que a transmissão vertical é caracterizada pela contaminação causada pela mãe, ao seu filho. Pode acontecer por via placentária, no momento do parto e pela amamentação. Exemplos de vírus transmitidos pela via vertical: HIV e Citomegalovírus. PrEVENÇÃo E VACiNAS As medidas profiláticas para doenças virais são as mesmas utilizadas para outras doenças infecciosas. A partir da via de transmissão viral é possível elaborar diferentes estratégias para a introdução de políticas de promoção a saúde, que visam garantir o acesso da população às informações educativas acerca dos métodos de prevenção individual. 13 Para vírus que são transmitidos pela via respiratória (em condições de crise na saúde pública) deve-se adotar o uso de máscaras, higienização das mãos, prática de distanciamento social, entre outras. O uso de preservativos como medida de prevenção a infecções sexualmente transmissíveis (IST) e a eliminação dos insetos transmissores de arboviroses, são umas das principais campanhas de profilaxia a doenças virais que existem atualmente. A vacinação é uma medida de profilaxia que tem como objetivo estimular o desenvolvimento de uma resposta imunológica específica contra um determinado patógeno, antes do seu contato com o organismo. As vacinas são normalmente constituídas pelos patógenos (atenuados ou inativados) de que se tem interesse em desenvolver imunidade. A vacinação por vírus atenuados se caracteriza pela utilização de vírus que sofreram múltiplas passagens por culturas celulares ou ovos embrionados, trazendo como consequência o acúmulo de mutações, que favorece a diminuição de sua patogenicidade. Esse tipo de vacina é mais potente do que as que utilizam os vírus inativados, pois a capacidade de replicação do vírus é preservada, garantindo não só a estimulação da produção de anticorpos, mas também a ativação de linfócitos TCD8, a partir do sistema antígeno leucocitário humano (HLA). Sua aplicação não é recomendada em indivíduos imunocomprometidos, pela possibilidade dos vírus sofrerem algum tipo de mutação que os leve a retroceder para um estágio patogênico. A vacinação por vírus inativados utilizam vírus que foram induzidos a perder a capacidade de replicação, a partir de mudanças de PH, calor, utilização de agentes químicos ou radioativos. É o tipo de vacina mais segura, por não apresentar a possibilidade da regressão do vírus a um estágio patogênico, porém, resulta em uma baixa resposta imunológica, em decorrência da falta de ativação dos linfócitos. É bom sabermos, querido(a) aluno(a), que com o advento da biologia molecular, outros tipos de vacinas puderam ser produzidas, como as vacinas recombinantes, de DNA, entre outras. PriNCiPAiS FErrAmENTAS DiAGNÓSTiCAS O diagnóstico de infecções virais pode ser feito a partir de ensaios sorológicos ou moleculares. As metodologias sorológicas se baseiam em identificar os anticorpos produzidos como resposta às infecções virais (outras doenças infecciosas também), a presença de anticorpos IgM indica a presença de infecções recentes, enquanto IgG sugere infecções pregressas. Na rotina laboratorial, a dosagem das imunoglobulinas IgG e IgM é normalmente feita por imunocromatografia de fluxo lateral (teste rápido), quimioluminescência ou ensaios imunoenzimáticos (ELISA – Enzyme Linked Immunosorbent Assay). Dos ensaios moleculares utilizados para o diagnóstico de doenças virais, destaca-se a reação em cadeia da polimerase (PCR). É um teste de alta sensibilidade e especificidade, baseia-se no uso de reações enzimáticas para amplificar sequências específicas do DNA do vírus de interesse (se o vírus possuir o genoma de RNA, é possível convertê-lo em DNA para realizar a amplificação). A partir do processo de amplificação de DNA, é possível quantificar as cópias virais presentes na amostra. 14 PriNCiPAiS FAmÍLiAS DoS VÍruS orthomyxoviridae É uma família composta por seis gêneros, mas tem como principais representantes os gêneros Influenzavirus A, Influenzavirus B e Influenzavirus C, que são os únicos que possuem espécies capazes de infectar humanos. As características estruturais são: aspecto esférico, envelopado e genoma de RNA de fita simples com polaridade negativa (classe V). São vírus que causam infecções no trato respiratório, e por isso, tem sua transmissão relacionada principalmente pelo contato com aerossóis de pessoas contaminadas. Realiza sua replicação nas células do sistema respiratório superior (rota de penetração do vírus), manifestando sintomas como febre alta, calafrios, dores musculares, tosse seca, entre outros. A disseminação do vírus para o trato respiratório inferior, é o que leva aos quadros de pneumonia intersticial grave. O H1N1 e o H3N2 são subtipos da espécie Vírus Influenza A, e são as principais formas causadoras das doenças em humanos. retroviridae É uma família que recebeu o nome como uma referência à presença da enzima transcriptase reversa. É dividida em duas subfamílias - Orthoretrovirinae e Spumaretrovirinae - que juntas apresentam sete gêneros, em que, destaca-se o gênero Lentivírus, que possui como principal representante, o Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV). As características estruturais são: aspecto esférico, envelopado e genoma de RNA de fita simples com polaridade positiva e DNA intermediário (classe VI). De modo geral, a principal característica do gênero Lentivírus é a lenta evolução da doença que pode levar anos para se estabelecer. O HIV apresenta tropismo pelos linfócitos TCD4, caracterizando a fase aguda da doença pelos altos títulos virais e baixa quantidade desses linfócitos no sangue, acompanhada de sintomas inespecíficos. Conforme a doença progride, é possível observar o aparecimento de anticorpos, junto à diminuição dos títulos virais, que caracteriza a fase assintomática da doença. A evolução da doença para a fase sintomática está associada ao surgimento de infecções oportunistas, em decorrência do comprometimento do sistema imunológico, caracterizando a síndrome da imunodeficiência humana (AIDS). É um vírus que possui sua transmissão associada às relações sexuais, mas também pode ser transmitida através do contato com o sangue. Flaviviridae É uma família composta por três gêneros: o Hepacivirus (gênero da espécie Vírus da Hepatite C), Pestivirus e Flavivirus. O gênero Flavivirus é composto por diversas espécies, destacando o Vírus da Dengue, o Vírus da Zika e o Vírus da Febre Amarela, pelos problemas causados a saúde pública. As características estruturais são: aspecto esférico, envelopado e genoma de RNA de fita simples com polaridade positiva (classe IV). 15 As espécies que compõem essa família podem ser chamadas de Arbovírus, pois tem a sua transmissão feita pela picada de artrópodes, que atuam como vetores (principalmente por insetos da espécie Aedes aegypti). Por isso, as medidas de profilaxia dessas infecções estão relacionadas à tentativa de erradicação das populações dos insetos transmissores. O Vírus da Febre Amarela se replica nos linfonodos após penetração do vírus pela pele, podendo se disseminar para outros órgãos através da corrente sanguínea. A maioria dos indivíduos contaminados apresentam sintomas leves, mas as infecções graves geram sintomas associados às disfunções hepáticas e renais, febre alta, quadros hemorrágicos, entre outros. A infecção pelo Vírus da Zika, na maioria dos casos apresenta sintomas leves, mas sua infecção a gestante está relacionada ao nascimento de crianças com microcefalia. OVírus da Dengue também desenvolve sintomas leves na maioria dos casos, mas as manifestações graves como a dengue hemorrágica podem provocar sangramentos espontâneos. Coronaviridae É uma família que possui dois gêneros, o Coronavírus e o Torovírus. Dentre as espécies que compõem o gênero Coronavírus, destaca-se o SARS-Cov (SARS = síndrome respiratória aguda severa), e mais recentemente o SARS-Cov-2, causador da COVID-19. As características estruturais são: aspecto esférico, envelopado e genoma de RNA de fita simples com polaridade positiva (classe IV). São vírus que podem causar infecções respiratórias graves, que se manifestam com febre alta, tosse seca, dores de garganta, dispneia, entre outros. Por apresentar transmissão relacionada ao contato de aerossóis de indivíduos contaminados, os métodos de prevenção estão relacionados ao uso de máscaras, higienização das mãos, isolamento e distanciamento social, entre outros. Hepadnaviridae É uma família que possui apenas dois gêneros. O gênero que possui relevância para os humanos, é o OrthohepadnavÌrus, onde a espécie Hepatitis B virus (HBV), está inserida. As características estruturais são: aspecto esférico, envelopado e genoma de DNA de fita dupla com RNA intermediário (classe VII). Esse vírus está relacionado às doenças hepáticas, que na maioria das vezes é assintomática, mas que pode desenvolver quadros graves de hepatite crônica, relacionadas à cirrose viral ou hepatocarninoma. O vírus pode ser transmitido da mãe para o filho durante a gestação ou no momento do parto, por relações sexuais, cortes causados por objetos contaminados, entre outros. 16 ??? O diagnóstico é feito a partir da avaliação dos antígenos codificados pelo genoma viral e anticorpos produzidos em resposta à infecção, são eles: § HBsAg que é o primeiro marcador a surgir, e pode estar presente em infecções agudas e crônicas; § Anti-HBs que indica imunidade contra HBV, seja por cura clínica ou vacinação (em caso de vaci- nação ele se encontra isolado); § HBeAg que é indicativo de replicação viral (alta infectividade); § Anti-HBe indica ausência de replicação, § Anti-HBc IgM indica infecção recente; § Anti-HBc IgG indica contato prévio com o vírus. VoCÊ SABiA? Você sabia que algumas famílias de vírus correspondem aos chamados “vírus gigantes”, caro(a) aluno(a)? A resposta é a seguinte: esses vírus são caracterizados pela facilidade de sua visualização por microscopia óptica, o que vai contra a natureza conhecida dos vírus, que são tradicionalmente conhecidos por seu tamanho diminuto. Algumas espécies de vírus gigantes foram descobertas no Brasil, dentre elas, destacam-se o Tupanvírus e Sambavírus, que tiveram seus nomes escolhidos para homenagear a cultura do país. Os vírus gigantes descobertos atualmente, só são capazes de infectar algumas espécies de amebas. Outra curiosidade é em relação às hipóteses de origem dos vírus. Você sabia que elas podem ser divididas? Bem, a divisão é a seguinte: as que se baseiam na ideia de que os vírus têm origem celular ou que os vírus surgiram antes das células. As teorias que têm origem celular sugerem que os vírus podem ter sido originados a partir do escape de um grupamento de componentes celulares, ou que os vírus eram organismos unicelulares, que regrediram para parasitas obrigatórios. Outras hipóteses apontam que os vírus são estruturas que surgiram antes das células, e atuavam como unidades de replicação autônoma. 17 Figura 7. Microscopia eletrônica do vírus Samba (vírus gigante) Fonte: https://ufmg.br/thumbor/rm-BdSZ0kcJoAzlOBfYljOLmZp0=/0x0:713x476/712x474/https://ufmg. br/storage/2/b/5/3/2b5321dd690302552a6e979125bde928_15734768025937_1659433457.jpg Figura 8. Microscopia eletrônica do vírus Samba (vírus gigante) Fonte: https://www.ufmg.br/online/arquivos/anexos/samba%202_outra.JPG https://ufmg.br/thumbor/rm-BdSZ0kcJoAzlOBfYljOLmZp0=/0x0:713x476/712x474/https://ufmg.br/storage/2/b/5/3/2b5321dd690302552a6e979125bde928_15734768025937_1659433457.jpg https://ufmg.br/thumbor/rm-BdSZ0kcJoAzlOBfYljOLmZp0=/0x0:713x476/712x474/https://ufmg.br/storage/2/b/5/3/2b5321dd690302552a6e979125bde928_15734768025937_1659433457.jpg https://www.ufmg.br/online/arquivos/anexos/samba%202_outra.JPG 18 GuArDE ESSA iDEiA! A aplicação de mais de uma dose de vacina pode estar relacionada a fatores como: o tipo da vacina, mutações virais ou o desaparecimento da imunização ao longo do tempo. Apesar de mais seguras, as vacinas produzidas com patógenos mortos, não promovem uma imunização satisfatória na aplicação da primeira dose, por isso, se faz necessário a aplicação de outras doses em determinados intervalos de tempo, para potencializar a resposta imunológica. Os vírus podem desenvolver mutações espontâneas que são passadas aos seus descendentes, tornando necessária a aplicação de uma nova dose da vacina. Em determinados intervalos de tempo, e por diferentes fatores, a imunidade desenvolvida para um determinado patógeno diminui gradualmente, necessitando da aplicação de um reforço vacinal, que promova nova imunização. rEFErÊNCiAS BiBLioGráFiCAS SANTOS, N.S.O; ROMANOS, M.T.V; WIGG, M.D. Virologia humana. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015. KNIPE, M.D; HOWLEY, PM. Fields Virology. 6. ed. Pensilvânia: Wolters Kluwer Health, 2015. ACESSE o AmBiENTE VirTuAL Acesse seu ambiente virtual e consulte os livros da disciplina de Microbiologia e Imunologia, como também, não se esqueça de realizar os questionários e as atividades. No caso de dúvida, procure o(a) tutor(a) em dúvidas de conteúdo. 19 PALAVrAS FiNAiS Finalizamos aqui nosso Guia 2 de estudos. O conteúdo abordado reafirmou fundamentos já conhecidos, como também adicionou outros conhecimentos necessários ao longo do curso para que se torne um excelente profissional. O conhecimento sobre os vírus facilita o diagnóstico e diminuem os falsos-positivos nos testes sorológicos e moleculares. Aproveite que terminou seu estudo e responda ao questionário referente a este guia, isso lhe permitirá identificar suas principais dúvidas. Não se esqueça que o(a) tutor(a) estará disponível para tirar suas dúvidas e fique de olho na data da webconferência desta disciplina, assim poderá esclarecer suas dúvidas com o(a) professor(a). Vejo você no próximo guia! Até breve! _Hlk45232840 _Hlk48539135 CONSIDERAÇÕES GERAIS ESTRUTURA DOS VÍRUS Capsídeo Envelope CICLO DOS VÍRUS Adsorção Penetração Síntese viral / Estratégias de replicação Maturação Liberação PATOGÊNESE Instauração da infecção Transmissão PREVENÇÃO E VACINAS PRINCIPAIS FERRAMENTAS DIAGNÓSTICAS PRINCIPAIS FAMÍLIAS DOS VÍRUS Orthomyxoviridae Retroviridae Flaviviridae Coronaviridae Hepadnaviridae
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