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Prof. Dr. Rafael Salgado UNIDADE III Microbiologia e Micologia Básica Há cem anos, os pesquisadores não imaginavam que poderiam existir partículas submicroscópicas, assim, descreveram esses agentes infecciosos com o termo contagium vivum fluidum – um fluido contagioso. Virologia Vírus Contém um único tipo de ácido nucleico, DNA ou RNA. Contém um revestimento proteico que envolve o ácido nucleico. Multiplica-se no interior de células vivas utilizando a maquinaria sintética da célula. Induz a síntese de estruturas especializadas que podem transferir o ácido nucleico viral para outras células. Por volta de 1930, os cientistas começaram a usar a palavra vírus, palavra que no latim significa veneno, para descrever esses agentes infiltráveis. São seres especialmente muito pequenos e parasitos intracelulares obrigatórios. É um ser vivo? Fonte: https://pixabay.com/images/id-1812092/ Fonte: autoria própria. Os vírus têm poucas ou mesmo nenhuma enzima própria para seu metabolismo. Por exemplo, não têm enzimas para a síntese proteica e a geração de ATP. Os vírus devem assumir a maquinaria metabólica da célula hospedeira. Virologia Bactérias Vírus Parasito intracelular Não Sim Membrana plasmática Sim Não Fissão binária Sim Não Filtrável Não Sim DNA e RNA Sim Não ATP Sim Não Ribossomos Sim Não Fato que dificulta muito o desenvolvimento de fármacos antivirais, pois a maioria dos fármacos que interfere na replicação viral pode interferir com a fisiologia da célula hospedeira. Existem vírus que infectam invertebrados, vertebrados, plantas, protistas, fungos e bactérias. A maioria é capaz de infectar tipos celulares específicos de determinada espécie. Fonte: autoria própria. O espectro de hospedeiros de um vírus é determinado pela exigência viral quanto à sua ligação específica à célula hospedeira e pela disponibilidade de fatores celulares do hospedeiro em potencial necessários para a multiplicação viral. Para que ocorra a infecção da célula hospedeira, a superfície externa do vírus deve interagir quimicamente com os receptores específicos presentes na superfície celular. A combinação de muitos sítios de ligação e receptores resulta em forte associação entre a célula hospedeira e o vírus. Virologia Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 360. Vírus diferentes variam consideravelmente em tamanho. A grande maioria é menor do que as bactérias. O tamanho dos vírus varia de 20 a 1000 nm. Bacteriólagos f2; MS2 Poliovírus Rinovírus Adenovírus Vírus da raiva Príon Bacteriófago T4 Vírus do mosaico do tabaco Viroide Vírus vaccínia Bacteriófago M13 Vírus Ebola 24 nm 30 nm 30 nm 90 nm 170x70 nm 200x20 nm 225 nm 250x18 nm 300x10 nm 300x200x100 nm 800x10 nm 970 nm 300 nm Bactéria E. coli 3.000 x 4.000 nm Membrana plasmática da hemácia humana 10 nm de espessura Hemácia humana 10.000 nm de diâmetro Corpo elementar da bactéria Chlamydia Um vírion é uma partícula viral infecciosa completa, totalmente desenvolvida, composta por um ácido nucleico e envolta por um revestimento proteico que a protege do meio ambiente. Os vírus são classificados de acordo com o ácido nucleico que possuem e por diferenças nas estruturas de seus envoltórios. Estrutura viral A quantidade total de ácido nucleico varia de poucos milhares de nucleotídeos (ou pares) até 250 mil nucleotídeos. Ao contrário das células procarióticas e eucarióticas, os vírus podem possuir 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 familiar DNA de dupla-fita, DNA de fita simples, RNA de dupla-fita, RNA de fita simples. Dependendo do vírus, o ácido nucleico pode ser linear ou circular. Fonte: https://br.freepik.com/vetores- premium/ilustracao-3d-do-coronavirus-rna-covid- 19-infeccao-por- coronavirus_7807312.htm#page=1&query=rna% 20viral&position=18 O ácido nucleico de um vírus é protegido por um revestimento proteico, chamado de capsídeo. A estrutura do capsídeo é determinada pelo ácido nucleico do vírus e constitui a maior parte da massa viral, sobretudo dos vírus menores. Cada capsídeo é formado por subunidades proteicas, denominadas capsômeros, com organização característica de cada tipo de vírus. Estrutura viral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 361. Ácido nucleico Capsômero Capsídeo (a) (b) TEM 30nm Em alguns vírus, o capsídeo é envolto por um envelope, que geralmente consiste em uma combinação de lipídeos, proteínas e carboidratos. Alguns vírus animais são liberados da célula hospedeira por um processo de extrusão, a partícula é envolta por uma camada de membrana plasmática celular que passa a constituir o envelope viral. Estrutura viral Ácido nucleico Capsômero Espículas Envelope (a) (b) TEM 20nm Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 361. Dependendo do vírus, os envelopes podem ou não apresentar espículas, constituídas por complexos carboidrato- proteína que se projetam das superfícies do envelope. Alguns vírus se ligam à célula hospedeira através das espículas, que são características que podem ser utilizadas para identificação. Genes suscetíveis à mutação. Estrutura viral Ácido nucleico Capsômero Espículas Envelope (a) (b) TEM 20nm Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 361. Os vírus cujos capsídeos não são envoltos por um envelope são conhecidos como vírus não envelopados. Nesse caso, o capsídeo protege o ácido nucleico viral do ataque das nucleases presentes nos fluidos biológicos e promove a ligação da partícula às células suscetíveis. Estrutura viral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 361. Ácido nucleico Capsômero Capsídeo (a) (b) TEM 30nm Os vírus podem ser classificados em vários tipos morfológicos diferentes, com base na arquitetura do capsídeo. Os vírus helicoidais se assemelham a longos bastonetes que podem ser rígidos ou flexíveis. O acido nucleico viral é encontrado no interior de um capsídeo oco e cilíndrico. Morfologia geral Exemplo: vírus Ebola e vírus da raiva. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 362. Ácido nucleico Capsômero Capsídeo (a) (b) TEM 160 nm Ácido nucleico Capsômero Capsídeo (a) (b) TEM 30nm Muitos vírus animais, vegetais e bacterianos são vírus poliédricos, isto é, têm muitas faces. O capsídeo da maioria tem a forma de um icosaedro, um poliedro regular com 20 faces triangulares e 12 vértices. Os capsômeros de cada face formam um triângulo equilátero. Morfologia geral Exemplo: adenovírus e poliovírus. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 361. Ácido nucleico Capsômero Espículas Envelope (a) (b) TEM 20nm O capsídeo de alguns vírus é coberto por um envelope. Os vírus envelopados são relativamente esféricos. Os vírus helicoidais e poliédricos podem ser envelopados. Helicoidal envelopado: vírus influenza. Poliédrico envelopado: vírus do herpes humano. Morfologia geral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 361. Particularmente, os vírus bacterianos têm estruturas complicadas e são chamados de vírus complexos. Alguns bacteriófagos possuem capsídeos com estruturas adicionais aderidas. O capsídeo (cabeça – contém o genoma viral) é poliédrico e bainha de cauda é helicoidal.Morfologia geral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 363. Capsídeo (cabeça) Bainha 65 nm DNA Fibra de cauda Pino Placa basal TEM 80 nm (a) Bacteriófago T-par (b) Orthopoxvirus TEM 150nm Vírus são parasitas obrigatoriamente intracelulares e apresentam uma constituição relativamente simples. Assinale a alternativa correta: a) Os vírus podem conter DNA e RNA na mesma partícula viral. b) O envelope está presente em todas partículas virais. c) O capsídeo é uma estrutura acessória, encontrada em algumas partículas virais. d) As espículas são estruturas externas ao envelope, com alto índice mutagênico. e) Os bacteriófagos são vírus helicoidais. Interatividade Vírus são parasitas obrigatoriamente intracelulares e apresentam uma constituição relativamente simples. Assinale a alternativa correta: a) Os vírus podem conter DNA e RNA na mesma partícula viral. b) O envelope está presente em todas partículas virais. c) O capsídeo é uma estrutura acessória, encontrada em algumas partículas virais. d) As espículas são estruturas externas ao envelope, com alto índice mutagênico. e) Os bacteriófagos são vírus helicoidais. Resposta Os vírus não se multiplicam em meios de cultura quimicamente sintéticos, devendo estar obrigatoriamente associados a células vivas. Os vírus, cujos hospedeiros são células bacterianas, multiplicam-se facilmente em culturas bacterianas (meio líquido ou sólido). Isolamento, cultivo e identificação Uma amostra de bacteriófagos é misturada às bactérias hospedeiras em ágar fundido. O ágar é inserido em uma placa de Petri contendo uma camada de meio de cultura mais endurecido. A mistura vírus- bactéria se solidifica, formando uma fina camada superior. Capsídeo (cabeça) Bainha 65 nm DNA Fibra de cauda Pino Placa basal TEM 80 nm Fonte: https://pixabay.com/images/id-268103/ Fonte: adaptado de TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 363. Cada vírus infecta uma bactéria, multiplica-se e libera centenas de novos vírus. Esses novos vírus infectam outras bactérias nas imediações, e mais novos vírus são produzidos. Após vários ciclos, todas as bactérias nas proximidades são destruídas, criando zonas claras, as placas de lise. Isolamento, cultivo e identificação Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 367. Teoricamente, cada placa corresponde a um único vírus da suspensão original. As concentrações das suspensões virais, medidas pelo número de placas formadas, são expressas em unidades formadoras de placas (UFP). Placas de lise Em laboratório, geralmente são utilizados três métodos para o cultivo de vírus animais. Animais vivos: camundongos, coelhos e porquinhos-da-índia. Pode ser utilizado como um procedimento diagnóstico para a identificação e o isolamento de um vírus a partir de amostras clínicas. Ovos embrionados: hospedeiro conveniente e não dispendioso. Atualmente, utilizado para produção de vacinas. Cultura celular: crescimento de células em meio de cultura em laboratório, constituindo coleções mais homogêneas e pode ser propagada e manipulada. É iniciada pelo tratamento de fragmentos do tecido animal com enzimas que separam as células individuais. Isolamento, cultivo e identificação Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 368. Um tecido é tratado com enzimas para a separação das células As células obtidas individualmente são suspensas em um meio da cultura. As células normais ou primárias crescem, formando uma monocamada no recipiente de vidro ou plástico. As células transformadas ou de linhagem contínua não crescem, não formando uma monocamada. Células normais Células transformadas 1 2 3 As células normais tendem a aderir ao recipiente de plástico ou vidro e se reproduzem, formando uma monocamada. A infecção viral dessa monocamada muitas vezes causa a destruição, à medida que os vírus se multiplicam, chamada de efeito citopático (ECP). As células de linhagem primária tendem a morrer após poucas gerações. Isolamento, cultivo e identificação Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 368. As células de linhagem contínua são células cancerosas (transformadas) e podem ser mantidas por um número indefinido de gerações (linhagens imortais). (a) TEM 50 (b) 50 LM LM Para que um vírus se multiplique, ele precisa invadir a célula hospedeira e assumir o comando da sua maquinaria metabólica. Um único vírion pode dar origem, em uma única célula hospedeira, a algumas ou mesmo milhares de partículas virais iguais. Multiplicação viral A multiplicação dos vírus pode ser demonstrada com uma curva de ciclo único. Novos vírions infecciosos só são encontrados na cultura após biossíntese e maturação. A maioria das células infectadas morre, não produzindo mais vírions. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 369. Tempo (dias) N ú m e ro d e v ír io n s Infecção aguda Período de eclipse Os vírions dos bacteriófagos são grandes, complexos, não envelopados e apresentam uma estrutura característica de cabeça e cauda. O tamanho de seu DNA corresponde a apenas cerca de 6% do DNA de uma bactéria E. coli. Ainda assim, o fago possui DNA suficiente para codificar mais de 100 genes. Multiplicação viral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 370. Adsorção: o fago adere-se à célula hospedeira Penetração: o fago penetra na célula hospedeira e injeta o seu DNA. Biossíntese: o DNA do fago direciona a síntese de componentes virais pela célula hospedeira Maturação: os componentes virais são organizados, formando vírions Liberação: a célula hospedeira sofre lise e novos vírions são liberados. Parede celular bacteriana Cromossomo bacteriano Capsídeo DNA Capsídeo (cabeça) Bainha Fibra da cauda Placa basal Pino Parede celular Membrana plasmática Cauda Bainha contraída Núcleo da cauda Cauda DNA Capsídeo Fibras da cauda Alguns vírus não causam a lise e a morte da célula hospedeira quando se multiplicam. Na lisogenia, o fago permanece latente (inativo) e possibilita a transdução especializada. Genes bacterianos podem ser empacotados em um capsídeo fágico e transferidos para outra bactéria. Multiplicação viral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 372. Prófago Gene gal O prófago existe em uma bactéria hospedeira que utiliza a galactose (que contém o gene gal) O genoma do fago é excisado, levando consigo o gene gal adjacente da bactéria hospedeira. O fago torna-se maduro, e a célula é lisada, liberando fagos contendo o gene gal. O fago infecta uma célula que não utiliza a galactose (que não tem o gene gel). O gene bacteriano gal, junto com o prófago, integra-se ao DNA do novo hospedeiro. A célula lisogênica poderá agora, metabolizar a galactose Gene gal Célula doadora galactose-positiva Gene gal Célula receptora galactose-negativa Célula recombinante galactose-positiva A multiplicação dos vírus animais segue o padrão básico da multiplicação dos bacteriófagos, porém difere essencialmente no seu mecanismo de penetração na célula hospedeira. Um vírus necessita da célula hospedeira viva para a sua multiplicação, mas precisa interromper a síntese de proteínas do hospedeiro, para que os genes virais sejam traduzidos. Multiplicação viral Adsorção: os vírus animais têm sítios de adsorção que se ligama sítios receptores na superfície da célula hospedeira. Penetração: endocitose mediada por receptor ou fusão. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 374. Proteínas da membrana plasmática da célula hospedeira no sítio da endocitose mediada por receptor Fusão do envelope viral e da membrana plasmática TEM TEM 40 nm 60 nm (a) Penetração de um retrovírus de suínos por endocitose mediada por receptor. (b) Penetração de um herpes- vírus por fusão Em geral, os vírus de DNA replicam seu genoma no núcleo da célula hospedeira, usando enzimas virais, e sintetizam as proteínas do capsídeo no citoplasma, usando enzimas do hospedeiro que migram para o núcleo para formar os novos vírions. Multiplicação viral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 375. Liberação: Os vírions são liberados. Maturação: Os vírions tornam-se maduros Papovavírus DNA Capsídeo Núcleo Citoplasma Proteínas do capsídeo Tradução tardia: as proteínas do capsídeo são sintetizadas. DNA Viral Proteínas do capsídeo mRNA Biossíntese O DNA viral é replicado e algumas proteínas virais são sintetizadas. Uma porção do DNA viral é transcrita, produzindo mRNAs que codificam proteínas virais “precoces”. O O papovavírus é um típico vírus de DNA que infecta células animais Adsorção: O vírion liga-se à célula hospedeira. Penetração e Desnudamento: O vírion penetra na célula e ocorre o desnudamento do DNA Os vírus de RNA se multiplicam essencialmente da mesma forma que os vírus de DNA, com exceção de que os vírus de RNA se multiplicam no citoplasma da célula hospedeira. Diversos mecanismos distintos de produção de mRNA são observados entre os diferentes grupos de vírus de RNA. Multiplicação viral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 377. Maturação e liberação RNA Capsídeo Adsorção Núcleo Citoplasma Penetração e desnudamento Tradução e síntese das proteínas virais. Genoma viral (RNA) A fita negativa é transcrita a partir do genoma viral positivo. Proteína do capsídeo Replicação do RNA pela RNA polimerase dependente de RNA viral. O desnudamento libera o RNA e as proteínas virais. Proteína viral Muitos retrovírus infectam vertebrados, um gênero de retrovírus, os Lentivirus, incluindo as subespécies HIV-1 e HIV-2. O nome retrovírus se refere à presença da enzima transcriptase reversa. Multiplicação viral Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 379. A montagem do capsídeo proteico constitui o primeiro passo no processo de maturação viral. As proteínas do envelope viral são codificadas por genes virais e são incorporadas à membrana da célula hospedeira. Quando o vírus deixa a célula por um processo denominado brotamento, o capsídeo viral adquire o envelope. Os vírus não envelopados são liberados através de rupturas na membrana plasmática. Maturação e liberação Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 380. Capsídeo viral Membrana plasmática da célula hospedeira Proteína viral Brotamento Brotamento Envelope (a) Liberação por brotamento (b) Lentivirus TEM 50 nm Qual a técnica mais difundida para isolamento, cultivo e identificação viral? a) Animais vivos. b) Ovos embrionados. c) Linhagens celulares primárias. d) Linhagens celulares contínuas. e) Meios de cultura. Interatividade Qual a técnica mais difundida para isolamento, cultivo e identificação viral? a) Animais vivos. b) Ovos embrionados. c) Linhagens celulares primárias. d) Linhagens celulares contínuas. e) Meios de cultura. Resposta A poliomielite (pólio) é mais conhecida como causa de paralisia. Entretanto, a forma paralítica provavelmente afeta menos de 1% dos infectados com o poliovírus, um vírus icosaédrico. A grande maioria dos casos é assintomática ou exibe sintomas brandos, como cefaleia, dor de garganta, febre e náusea. Doenças virais (poliomielite) Transmissão: ingestão de água contaminada com fezes contendo o vírus, e as principais áreas de multiplicação são a garganta e o intestino delgado. Acesso ao SNC: linfonodos, corrente sanguínea (viremia). Fonte: adaptado de TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 361. Fonte: adaptado de TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 620. 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 C a s o s 1950 1960 1970 1980 Ano 1990 2000 Último caso de infecção natural Vacina viva oral Vacina inativada São conhecidos mais de 200 vírus diferentes, membros de diversas famílias distintas, que causam resfriados. A maioria dos vírus de resfriados são rinovírus (30-50%) ou coronavírus (10- 15%). Todavia, 20 a 30% dos vírus são classificados como desconhecidos. Sintomas: espirros, secreção nasal excessiva e congestão. A infecção pode se disseminar facilmente da garganta para os seios, o trato respiratório inferior e a orelha média, causando laringites e otites. O resfriado sem complicações não é acompanhado de febre. Doenças virais (resfriados comuns) Transmissão: vírus presentes em gotículas de ar oriundas de tosse e espirros se depositam em tecidos suscetíveis do nariz e dos olhos. Fonte: https://pixaba y.com/images /id-4392136/ A influenza (gripe) se caracteriza por calafrios, febre, cefaleia e dores musculares. Os vírus do gênero Influenzavirus são vírus de RNA envelopados, com espículas de hemaglutinina (HA) e as espículas de neuraminidase (NA). As linhagens virais são identificadas pelas variações nos antígeno HA e NA. Doenças virais (gripe) Subtipo antígenico Ano Gravidade H3N2 1889 Moderada H1N1 (espanhola) 1918 Grave H2N2 (asiática) 1957 Grave H1N1 (México) 2009 Baixa Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 696. Fonte: autoria própria. Desvios antigênicos Espícula de NA Capsídeo Espícula de HA Envelope 2 de 8 segmentos de RNA no genoma 25 nm Doenças virais (SARS) Fonte: https://covid19sc.github.io/coronavirus.html Os coronavírus são vírus pleomórficos e envelopados, sendo seu material genético constituído por uma fita simples de RNA, e nos últimos anos, emergiram como agentes causadores de pneumonia. São comuns em muitas espécies diferentes de animais e raramente podem infectar pessoas, como exemplo do MERS-CoV e SARS-Cov. Em dezembro de 2019, houve a transmissão de um novo coronavírus (SARS-Cov-2), identificado em Wuhan, na China, e causou a COVID-19, disseminada e transmitida pessoa a pessoa. 20% dos casos detectados requerem atendimento hospitalar por apresentarem dificuldade respiratória, dois quais aproximadamente 5% podem necessitar de suporte ventilado. Fonte: https://pixabay.com/images/id-4999857/ Membrana (M) RNA Nucleocapsídeo (N) Spike (S) Envelope (E) A varicela (catapora) é uma doença relativamente branda quando contraída na infância, o que é o mais comum. A taxa de mortalidade é muito baixa e normalmente está associada a complicações, como encefalites (infecção do cérebro) ou pneumonias. Doenças virais (varicela) Herpesvírus varicela-zoster Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 592. Medula espinal Os vírus movem-se de forma ascendente pelo nervo períferico DNA viral latente Célula nervosa no gânglio da raiz dorsal Ativação do DNA viral na célula nervosa Vírus Os vírus movem-se deforma descendente pelo nervo periférico. Medula espinal (b) Recorrência da infecção: “cobreiro” (herpes zoster)(a) Infecção inicial: varicela (catapora) Os vírus herpes simples (HSV, de herpes simplex vírus), são divididos em HSV-1 e HSV-2. O HSV-1 é transmissível pelas vias orais ou respiratórias, e a infecção normalmente acontece na infância. A infecção é subclínica, contudo muitos casos desenvolvem lesões, conhecidas como herpes labial ou bolhas de febre. As lesões consistem em vesículas dolorosas, de curta duração, que ocorrem próximas à margem vermelha externa dos lábios. O HSV-1 permanece latente no nervo trigêmeo. Doenças virais (herpes) O HSV-2 é transmissível por contato sexual. É o principal agente causador da herpes genital. O vírus fica latente no gânglio do nervo sacral. Encefalite herpética. Herpes neonatal. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 593. A rubéola frequentemente ocorre de forma subclínica, os sintomas incluem erupção macular (pequenas manchas avermelhadas) e febre branda. As complicações são raras, sobretudo em crianças, mas encefalites podem ocorrer em cerca de 1 a cada 6 mil casos, principalmente em adultos. Doenças virais (rubéola) O vírus da rubéola (rubella vírus) é transmissível pela via respiratória e apresenta um período de incubação de 2 a 3 semanas. A recuperação parece gerar uma imunidade consistente. Síndrome da rubéola congênita. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 594. O vírus da hepatite A (HAV, de hepatitis A vírus) é o agente causador da hepatite A. O vírus tem um RNA de fita simples e não apresenta um envelope. Ele pode ser cultivado em cultura de células. Após a entrada típica por via oral, o HAV se multiplica no revestimento epitelial do trato intestinal. A viremia pode ocorrer e o vírus se dissemina para o fígado, os rins e o baço. O vírus se dissemina nas fezes e também pode ser detectado no sangue e na urina. Pelo menos 50% das infecções por HAV são subclínicas, especialmente em crianças. Nos casos clínicos, os sintomas iniciais são anorexia, mal-estar, náuseas, diarreia, desconforto abdominal, febre e calafrios. Em alguns casos também há icterícia e urina escura, nesses casos, o fígado se torna sensível e aumentado. Não existe forma crônica. Doenças virais (hepatite A) Fonte: http://clinicacadi.com.br/ ictericia-sintomas- tratamentos-e-causas/ A hepatite B é causada pelo vírus da hepatite B (HBV, de hepatites B vírus), seu genoma é de DNA de dupla-fita e ele é envelopado. O HBV é um vírus de DNA singular; em vez de replicar seu DNA diretamente, ele passa por um estágio intermediário de RNA. Frequentemente transmissível por transfusões de sangue. Doenças virais (hepatite B) Três partículas distintas: Partícula de Dane Partícula esférica Partícula filamentosa Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 727. Partícula filamentosa (partícula envelopada tubular) Partícula esférica (partícula envelopada) Partícula de Dane (HBV completo) Espículas Envelope (HBsAg) Capsômero DNA MET 50 nm O sangue pode conter até um bilhão de vírus por mL. Portanto, não é surpreendente que o vírus também esteja presente em muitos fluidos corporais, como a saliva, o leite materno e o sêmen, mas não em fezes ou urina livres de sangue. Um terço da população mundial apresenta evidência sorológica de infecção prévia, mas a maioria das pessoas já conseguiu depurar o vírus. Hepatite B aguda: pode ser subclínica. Em cerca de um terço dos casos, o paciente exibe sintomas da doença – a pessoa não se sente bem e frequentemente manifesta febre baixa, náuseas e dor abdominal; além de icterícia e urina escura. Hepatite fulminante. Doenças virais (hepatite B) Hepatite B crônica: > 6 meses de infecção. No geral, até 10% dos pacientes infectados se tornam crônicos. Pode ser assintomático e, nos casos em que a infecção crônica resulta em cirrose hepática, o paciente se torna gravemente doente, com desenvolvimento de câncer de fígado em alguns casos. Responsável por quase todos os casos de hepatite transfusional. Testes sorológicos detectam anticorpos contra o vírus da hepatite C (HCV, de hepatitis C vírus) que reduziram a transmissão. Porém, existe uma demora de cerca de 70 a 80 dias entre a infecção e o aparecimento de anticorpos detectáveis. O HCV contém um RNA de fita simples e é envelopado. O vírus não destrói a célula infectada, mas desencadeia uma resposta inflamatória, que ou promove a depuração da infecção, ou destrói lentamente o fígado. Possui rápida variação genética. Doenças virais (hepatite C) Fonte: http://www.aids.gov.br/pt-br/publico- geral/hv/o-que-sao-hepatites/hepatite-c. Poucas pessoas apresentam sintomas reconhecíveis até terem decorrido cerca de 20 anos. A maioria dos casos, cerca de 85%, progride para hepatite crônica. Cerca de 25% destes desenvolvem cirrose hepática ou câncer hepático. Proteína do capsídeo Glicoproteína do envelope RNA As hepatites virais são infecções que atingem o fígado com aspectos clínicos bastante distintos. Entre as hepatites mais recorrentes, a infecção que não evolui para a fase crônica é: a) Hepatite A. b) Hepatite B. c) Hepatite C. d) Hepatite D. e) Hepatite E. Interatividade As hepatites virais são infecções que atingem o fígado com aspectos clínicos bastante distintos. Entre as hepatites mais recorrentes, a infecção que não evolui para a fase crônica é: a) Hepatite A. b) Hepatite B. c) Hepatite C. d) Hepatite D. e) Hepatite E. Resposta Em 1981, um grupo de casos de pneumonia por Pneumocystis emergiu, os indivíduos afetados apresentavam uma perda da função imune. Em 1983, o patógeno causador foi identificado como um vírus que infecta seletivamente as células T auxiliares. Doenças virais (AIDS) Hoje, esse vírus é conhecido como vírus da imunodeficiência humana, ou HIV (do inglês, human immunodeficiency virus). Fonte: https://www.marinha.mil.br/saude naval/aids-e-os-idosos Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 5. Célula CD4+T HIVs O HIV, do gênero Lentivirus, é um retrovírus. Ele tem duas fitas idênticas de RNA, a enzima transcriptase reversa, e um envelope de fosfolipídeo. O envelope tem espículas, chamadas de gp120. Doenças virais (AIDS) Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 535. O HIV é frequentemente disseminado pelas células dendríticas, as quais capturam os vírus e os conduzem aos órgãos linfoides. Nesses órgãos, os vírus entram em contato com as células do sistema imune, em especial as células T CD4+. O envelope é abandonado Espícula glicoproteica: gp 120 Glicoproteína transmembrana gp41 Envelope Enzima transcriptase reversa Envelope Carne com revestimento proteico Capsídeo RNA CCR5 ou CXCR4 Correcep- tor gp120 gp41 Receptor CD4 Célula T CD4+ Envelope viral O RNA viral é liberado e transcrito em DNA e integrado ao DNA cromossômico, controlando a produção de uma infecção ativa, na qual novos vírus brotam da célula. Doenças virais (AIDS) HIV-1: responsável por 99% dos casos, mais virulento HIV-2: endêmico (África) Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 536. (a) Infecção latente. O DNA viral é integrado ao DNA celular na forma de um provírus, que pode ser ativado posteriormente para a produção de vírus infecciosos. Célula T CD4+ HIV DNA cromossômico Receptor CD4 Receptor CCR5 ou CXCR4 Provírus Vírus iniciando o processo de brotamento dacélula T Proteína do envelope viral gp120 gp41 Progênie do HIV (b) Infecção ativa. O provírus é ativado, permitindo que ele controle a síntese de novos vírus. A montagem final é realizada na membrana celular, com a aquisição da proteína de envelope viral à medida que o vírus brota da célula Possível evolução: AIDS: síndrome da imunodeficiência adquirida (SIDA). Doenças oportunistas. Indivíduos portadores. Doenças virais (AIDS) Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 538. Recorrente em crianças pequenas, a quinta doença, ou eritema infeccioso, não produz nenhum sintoma em cerca de 20% dos indivíduos infectados pelo vírus (parvovírus humano B19, identificado pela primeira vez em 1989). O termo quinta doença é originado de uma lista de doenças que envolvem erupções cutâneas como rubéola. Doenças virais (eritema infeccioso) Fonte: https://www.medicina.ufmg.br/observape d/eritema-infeccioso-2/ Em adultos não imunizados naturalmente durante a infância, a doença pode causar anemia, episódios de artrite ou, mais raramente, abortos. Os sintomas são similares a um caso leve de gripe, mas com a ocorrência distinta de uma erupção facial semelhante à marca deixada por uma bofetada no rosto, a qual desaparece lentamente. As verrugas são uma doença infecciosa causada por vírus conhecidos como papilomavírus. Muitos papilomavírus têm predileção pelo crescimento não na pele, mas sim nas membranas mucosas que revestem órgãos, como trato respiratório, boca, ânus e genitália. Essas verrugas genitais (ou condiloma acuminado) são normalmente transmissíveis sexualmente. Doenças virais (verrugas genitais) Cânceres do colo do útero, oral, anal e peniano são atribuídos à infecção pelo HPV. Existem mais de 60 tipos de papilomavirus humano (HPV, de human papillomaviruses) e determinados sorotipos estão associados a verrugas genitais. Algumas são extremamente grandes, semelhantes a uma couve-flor com múltiplas projeções digitiformes, ao passo que outras são relativamente lisas ou planas. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 763. Verrugas genitais A família poliomavírus inclui dois vírus com potencial patogênico em humanos, representado pelo JC vírus (JCV) e pelo BK vírus (BKV). O vírion da família poliomavírus é pequeno, possui um capsídeo icosaédrico descoberto e DNA de fita dupla circular. O modo de transmissão viral na infecção primária é desconhecido, seguido por viremia até os órgãos-alvo. Os achados clínicos mais frequentes são sintomas respiratórios inespecíficos. A reativação viral pode ocorrer em diferentes momentos, especialmente em estados de imunossupressão. Doenças virais (poliomavírus) Enquanto BKV acarreta doenças do trato urinário, como a cistite hemorrágica e outras nefrites. A reativação do JCV leva à leucoencefalopatia multifocal. Fonte: http://virology- online.com/viruses/polyo maviruses.htm As arboviroses são doenças causadas por vírus e transmitidas por mosquitos pertencentes à espécie Aedes (especialmente A. aegypti). Como a febre amarela e a dengue, resultantes da infecção pelo gênero flavivírus. Os vírus dessa família possuem RNA de fita simples e capsídeo icosaedro, recoberto pelo envelope. Nos estágios iniciais dos casos graves da febre amarela, a pessoa apresenta febre, calafrios e cefaleia, seguidos de náusea e vômito. Esse estágio é seguido por icterícia, refletindo a lesão hepática, a taxa de mortalidade é alta, cerca de 20%. Doenças endêmicas! Doenças virais (arboviroses) A dengue é uma doença similar, porém mais branda, a maioria das infecções é assintomática e a doença em si pode variar desde um caso brando de febre a uma doença severa e fatal, caracterizada por hemorragia e choque. Fonte: http://www.fiocruz.br/ioc/cgi/cgilua.exe/sys/start.h tm?infoid=663&sid=32&tpl=printerview O sarampo é uma doença extremamente contagiosa que se dissemina através da via respiratória. Os casos declinaram desde a introdução da vacina tríplice viral (sarampo, caxumba e rubéola). A infecção se inicia no trato respiratório superior. Após um período de incubação de 10 a 12 dias, sintomas semelhantes a um resfriado aparecem. Em seguida, surge uma erupção macular que se inicia na face e se dissemina para o tórax e as extremidades. Doenças virais (sarampo) Bastante perigosa para crianças e idosos, é complicada por infecções da orelha média e pneumonias causadas pelo próprio vírus ou por infecções bacterianas secundárias. 1 a cada 1.000.000 casos: panencefalite esclerosante subaguda. RNA fita simples, família Paramyxoviridae, gênero Morbillivirus. Fonte: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 594. De uma maneira geral, amostras colhidas para diagnóstico viral podem ser refrigeradas por até 24 horas, não podendo ser congeladas amostras de sangue total e/ou tecido. As amostras de diferentes espécies como sangue, leite, colostro, saliva, urina, fezes e LCR, devem ser colhidas em tubo estéril contendo meio de transporte adequado. Técnicas de cultivo e isolamento: animais vivos, ovos embrionados, cultura em linhagens celulares. Diagnóstico laboratorial de infecções virais Diagnóstico molecular: PCR (reação em cadeia da polimerase). Técnicas sorológicas: pesquisa de antígenos (porção viral) ou anticorpos (frente ao vírus), utilizando técnicas como ELISA e Western-Blotting, imunofluorescência ou testes de aglutinação. Fonte: https://www.sinobiological.co m/category/wb-medical- diagnosis. gp 160 gp 120 p 66 p 55 p 51 gp 41 p 31 p 24 p 15 p 17 1 2 3 O controle de algumas doenças virais através da farmacoterapia foi uma grande conquista das últimas décadas. Devido à característica peculiar dos vírus, um parasita intracelular obrigatório, o desenvolvimento de tratamentos é bastante desafiador. A identificação de enzimas produzidas por agentes virais e que os possibilitam replicar no interior das células impulsionaram os estudos de medicamentos capazes de inibir tais enzimas, de modo a não danificar as células do hospedeiro. Tratamento das infecções virais Mecanismos de ação dos antivirais Inibição da penetração da partícula viral Bloqueio da liberação de novos vírus Inibição competitiva da DNA polimerase Inibição da RNA polimerase Inibição da transcriptase reversa Administração de interferons Combinação de fármacos. Fonte: autoria própria. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o retrovírus causador de déficit imunológico, induzindo o acometimento do hospedeiro por doenças oportunistas. a) Arbovírus. b) HPV. c) HIV. d) Poliomavírus. e) Parvovírus. Interatividade Assinale a alternativa que apresenta corretamente o retrovírus causador de déficit imunológico, induzindo o acometimento do hospedeiro por doenças oportunistas. a) Arbovírus. b) HPV. c) HIV. d) Poliomavírus. e) Parvovírus. Resposta BUTEL, Janet S.; MORSE, Stephen A.; BROOKS, Geo F. Microbiologia médica de Jawetz, Melnick e Adelberg. 26. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014 (Minha Biblioteca). LEVINSON, Warren. Microbiologia Médica e Imunologia. Porto Alegre: AMGH, 2016 (Minha Biblioteca). TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. Porto Alegre: ArtMed, 2017 (Minha Biblioteca). Referências ATÉ A PRÓXIMA!
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