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Virologia Parasitas intracelulares obrigatórios, são organismos subcelulares que não possuem metabolismo ativo fora de uma célula hospedeira. São classificados em ordens, famílias, subfamílias, gênero e espécie. Uma partícula viral completa chama-se vírion, é composta por capsídeo e ácido nucleico e, em alguns casos, por envelope viral (membrana lipoproteica). Possui apenas um tipo de ácido nucleico, RNA ou DNA, além de poucas proteínas e poucas ou nenhuma enzima. Podem ser divididos entre os que infectam bactérias (bacteriófagos) e os que infectam plantas e animais. Vírus de animais e plantas Vírus de bactérias Penetra a célula hospedeira Apenas o ácido nucleico Todo o vírion Local em que replicam-se Citoplasma (procariontes não possuem núcleo) Núcleo Os vírus apresentam um espectro de hospedeiros, a maioria é capaz de infectar apenas alguns tipos específicos de células de uma espécie de hospedeiro. A maioria dos que infectam humanos possuem RNA de fita dupla. Vírus de animais possuem quatro possibilidades de desfecho: • Lise da célula hospedeira; • Células hospedeiras não danificadas; Em infecções latentes em que o vírus não é replicado. • Liberação do vírion por brotamento; A célula hospedeira pode não se lisada, como ocorre em alguns vírus envelopados. • Conversão em uma célula tumoral. Classificação Baseia-se em: Morfologia: tamanho, forma, tipo de simetria estrutural do capsídeo, presença de glicoproteínas, presença de envelope. Replicação e organização do genoma: DNA ou RNA, forma de replicação, tamanho do genoma, fita simples ou dupla, ácido nucleico linear ou circular, número e posição de sequências de leitura aberta, conteúdo de guanina-citosina no genoma, características da transcrição e da tradução, processamento pós-traducional, sítio de montagem, maturação e liberação da partícula viral. Propriedades das proteínas virais: número, tamanho e atividade de proteínas estruturais e não estruturais, sequencia de aminoácidos, tipos de modificação como fosforilação, metilação e glicosilação, estrutura tridimensional e atividades funcionais especiais como transcriptase e neuroamidase. Propriedades de lipídeos e carboidratos: refere- se a composição e teor desses elementos. Propriedades físico-químicas: massa molecular, densidade de flutuação, estabilidade e variações de pH e suscetibilidade a calor, íons divalentes, detergentes e radiação. Propriedades antigênicas: relações sorológicas. Resumo de microbiologia Propriedades biológicas: variedade de hospedeiros naturais, modo de transmissão, distribuição geográfica, relações com vetores, patogenicidade, tropismos, patologias e histopatologias. Taxonomia A partir dessas características os vírus são agrupados em famílias. Elas são representadas pelo sufixo –viridae e podem ser agrupadas em ordens, reconhecidas pelo sufixo –virales. Subfamílias possuem o sufixo –virinae e gêneros são reconhecidos pelo sufixo –virus. Por último, a classificação mais importante é em espécies. Ordem (–virales) ↓ Família (–viridae) ↓ Subfamílias (–virinae) ↓ Gêneros (–virus) ↓ Espécies Nome da família, subfamília e gênero deve começar com maiúscula. Enquanto o nome da espécie não deve, além de não ser escrito em itálico. Há também a classificação baseada no tipo de ácido nucleico e método de replicação: Grupo I: dsDNA (fita dupla), transcrição com produção de mRNA. Grupo II: ssDNA (fita simples), polaridade positiva (a mesma do mRNA). Grupo III: dsRNA. Grupo IV: (+)ssRNA (polaridade positiva). Grupo V: (–)ssRNA (polaridade negativa, ou seja, complementar ao mRNA). Grupo VI: ssRNA-RT (polaridade positiva e que se replica através de um intermediário de DNA). Utilizam a transcriptase reversa. Grupo IV: dsDNA-RT (replica-se através de um intermediário de RNA de fita simples). Estrutura dos vírus As principais estruturas são: • Capsídeo; • Ácido nucleico viral; • Proteínas virais; • Envelope. Nucleocapsídeo = ácido nucleico + proteínas do capsídeo. O capsídeo fornece proteção e rigidez. As subunidades proteicas similares formam um arranjo simétrico energeticamente favorável, pois isso reduz a necessidade de informação genética e favorece a automontagem. Essa organização das subunidades proteicas (protômeros) determina diferentes simetrias: • Icosaédrica; • Helicoidal; • Complexa. 20 triângulos equiláteros formam um icosaedro. Sua forma mais simples apresenta três protômeros em cada face, esse agrupamento chama-se capsômero. Na forma helicoidal o arranjo é em uma espiral oca em forma de bastão, rígida ou flexível. Possuem envelope. Há ainda os vírus que possuem simetria complexa. Resumo de microbiologia Exemplos: O envelope viral é uma membrana lipoproteica com proteínas vírus-específicas e lipídeos derivados da célula hospedeira. A aquisição desses lipídeos ocorre pelo brotamento do nucleocapsídio. Alguns vírus apresentam ainda glicoproteínas em formato de espículas em sua superfície, as quais ligam-se a receptores na célula hospedeira. O envelope deixa o vírus mais suscetível a detergentes e solventes lipídicos. O ácido nucleico pode ser: • DNA ou RNA; • Circular ou linear; • Dupla ou simples fita; • Segmentada ou não. A maioria é haploide, exceto o retrovírus, que é diploide. O RNA de fita simples pode ser positiva, semelhante ao mRNA, ou negativa, anticomplementar ao mRNA. As proteínas virais facilitam a transferência do genoma viral. Na superfície determinam a especificidade de hospedeiros e de órgãos e tecidos, além de serem os antígenos que induzem a reposta inflamatória. Com base nos antígenos, há sorotipos, ou seja, número de determinantes antigênicos que induzem a resposta inflamatória no hospedeiro. Por exemplo, os poliovírus possuem três sorotipos. Vacinas para um vírus com mais de um sorotipo deve conter todos. As proteínas internas podem ser estruturais ou enzimas. Ciclo biológico viral A ligação com a célula hospedeira se dá pela interação com receptores por meio de ligações fracas. A multiplicação viral possui duas etapas principais: • Período de eclipse; • Período de crescimento ou de maturação. No período de eclipse o vírion é rompido e perde sua infecciosidade detectável. O ácido nucleico viral começa a se acumular e as atividades metabólicas da célula são redirecionadas para suprir as demandas virais. Isso pode ocorrer de forma exclusiva, levando à morte celular, ou de maneira discreta. Após esse período de síntese, o ácido nucleico é empacotado no capsídeo para formar novos vírions, sendo então chamado período de crescimento ou de maturação. Resumo de microbiologia Esses dois períodos juntos são chamados de período de latência, no qual o vírus ainda não pode ser detectado, pois os vírions recém-sintetizados ainda não surgiram externamente à célula. Uma infecção pode ser produtiva, resultando em partículas infecciosas, ou abortiva, quando a célula não é capaz de sustentar a expressão dos genes virais ou quando o vírus é defeituoso. Etapas do ciclo viral Pode ser dividido em sete eventos principais: • Adsorção; • Penetração; • Desnudamento; • Expressão gênica; • Replicação do genoma; • Montagem; • Liberação. Há também outra divisão: • Eventos precoces: adsorção, penetração e desnudamento; • Eventos intermediários: expressão gênica e replicação do genoma; • Eventos tardios: montagem e liberação. Adsorção Ligação específica de uma glicoproteína viral a um receptor de superfície da célula hospedeira. Isso ocorre por pontes de hidrogênio, ligações fracas não covalentes. Somente células suscetíveis ao vírus expressam as moléculas receptoras necessárias para a adsorção. Com poucas exceções, essa ligação é irreversível.Os receptores geralmente são glicoproteínas, mas também podem ser sequências de proteínas ou oligossacarídeos. Penetração A captação da partícula viral pode ocorrer por três mecanismos: • Penetração direta; Envolve a translocação do vírus inteiro pela membrana. • Endocitose; Ocorre por meio de receptores e leva ao acúmulo de proteínas virais dentro de vesículas intracitoplasmáticas. • Fusão direta. O envelope viral se funde com a membrana da célula. Envolve a interação de uma proteína de fusão com um segundo receptor celular. Vírus envelopados: qualquer um dos três mecanismos. Vírus não envelopado: apenas penetração direta ou endocitose. Desnudamento Concomitante à penetração, consiste na separação do ácido nucleico viral, liberando o genoma viral para a sua expressão na forma de ácido nucleico livre ou de nucleocapsídio. No caso do nucleocapsídio, ele é transportado até próximo ao núcleo, onde o ácido nucleico atravessa um poro nuclear. Durante o desnudamento o vírus perde sua infecciosidade. Algumas vezes necessita de pH ácido no endossomo. Existem vírus que não são totalmente desnudados, a expressão do seu genoma só ocorre se ele estiver parcialmente revestido. Bacteriófagos não passam por essa etapa, apenas o material genético é injetado. Expressão e replicação do genoma viral Consiste na transcrição de mRNAs específicos a partir do ácido nucleico viral. Depois esses mRNAs são traduzidos. Contudo, nenhuma célula possui uma enzima que realize a transcrição do RNA para mRNA ou transcreva diretamente DNA para mRNA no Resumo de microbiologia citoplasma. Dessa forma, os vírus possuem dois tipos de enzimas: • RNA polimerase-RNA dependente; • RNA polimerase-DNA dependente. Vírus DNA de fita dupla que possuem transcriptase reversa utilizam um intermediário de RNA de fita simples. Já os vírus de DNA de fita simples replicam-se no núcleo da célula, formando um intermediário de fita dupla. RNA fita simples de polaridade positiva já serve como mRNA. Ao penetrar na célula, o RNA encaminha-se para o ribossomo para ser traduzido. Alguns possuem mRNA policistrônico, são traduzidos para mais de uma cadeia polipeptídica que será clivada formando várias proteínas. Outros apresentam mRNA subgenômico, em que pequenos trechos do mRNA molde são traduzidos. Os vírus de RNA fita simples com polaridade negativa precisam estar associados a uma transcriptase viral que faz sua polaridade ficar positiva. O retrovírus possuem RNA fita simples e estão associados a transcriptase reversa. Essa enzima transcreve o RNA viral em DNA para que possa integrar-se ao genoma da célula hospedeira. O mRNA é traduzido gerando proteínas precoces, que são enzimas necessárias para a replicação do genoma viral, e proteínas tardias, estruturais da progênie viral. Uma proteína precoce importante é a polimerase ou replicase, a qual replicará o genoma viral. Contudo, alguns vírus utilizam a polimerase da célula hospedeira. Montagem e liberação O ácido nucleico deve ser empacotado dentro do capsídeo. Vírus não envelopados podem ser montados tanto no citoplasma quanto no núcleo e dependem da lise para serem liberados. Vírus envelopados adquirem o envelope na membrana plasmática, nuclear ou de vesículas e são liberados por brotamento ou exocitose. Normalmente não causam lise. Lisogenia O DNA viral integra-se ao cromossomo da célula e nenhuma partícula viral é produzida. O mais conhecido é o ciclo lisogênico do fago lambda. Ao entrar na célula, o DNA torna-se circular por meio de uma enzima que liga às extremidades da fita. O balanço de duas proteínas, o repressor e o antagonista do repressor decide se o vírus irá ou não entrar no ciclo lisogênico. A dominância do repressor determina a entrada no ciclo lisogênico, não havendo transcrição dos genes precoces. O repressor liga-se em regiões operadoras do DNA viral e inibe a transcrição. Contudo, se o antagonista do repressor conseguir inibir a transcrição do repressor, o processo não ocorre, havendo replicação do genoma viral. A partir da entrada no ciclo lisogênico uma enzima de recombinação quebra o DNA circular da bactéria e do fago, ligando-os em locais complementares. A replicação da bactéria leva as células-filhas a herdarem o genoma viral. O prófago pode ser induzido a sair do ciclo por luz ultravioleta ou substâncias que danifiquem o DNA. Isso ocorre por causa da indução da síntese de protease, que cliva o repressor, permitido a síntese de proteínas, inclusive as que excisam o prófago do DNA bacteriano. Existem fagos que ficam em um ciclo lisogênico extracromossomicamente. Resumo de microbiologia De maneira similar a lisogenia, nos vírus que infectam as células humanas há a latência. Patogenia, prevenção e controle Patogenia viral A patogenia de um vírus são os danos causados por ele no organismo hospedeiro. A patogenicidade desse microrganismo é a sua capacidade de infectar o hospedeiro e causar-lhe danos. Características das doenças virais: • Muitas são subclínicas, assintomáticas; • Uma doença pode ser causada por diferentes vírus; • Um único vírus pode causar diferentes doenças; • A doença não tem relação com a morfologia do vírus; • A evolução de uma doença depende de fatores virais e do hospedeiro, por exemplo, a genética de ambos. A patogênese viral pode ser dividida em sete etapas: 1. Penetração do vírus no hospedeiro; 2. Replicação viral primária; 3. Propagação do vírus; 4. Lesão celular; 5. Resposta imunológica do hospedeiro; 6. Eliminação do vírus ou estabelecimento de uma infecção persistente; 7. Disseminação viral. Penetração e replicação Uma das portas de entrada mais comum para os vírus é o trato respiratório. Para que o infecte, deve superar as camadas de muco e de células ciliadas, os macrófagos alveolares e os anticorpos IgA. Exemplos: • Vírus influenza (gripe); • Rinovírus (resfriado comum); • Vírus Epstein-Barr (mononucleose infecciosa); • Herpes-vírus simples 1 (herpes labial); • Adenovírus (pneumonia); • Coronavírus. Alguns vírus entram no organismo pelo trato gastrointestinal, devendo superar o pH ácido do estômago, a alcalinidade do intestino, enzimas que degradam proteínas, a camada de muco, as células fagocitárias e os anticorpos IgA. Esses vírus utilizam a transcitose mediada por células M da mucosa intestinal, essas células endocitam e transferem antígenos para o tecido linfoide localizado abaixo do epitélio, podendo invadir vasos linfáticos e capilares, disseminando-se pelo organismo. Exemplos: • Vírus da hepatite A; • Poliovírus (poliomielite); • Rotavírus (diarreia). Existem também os vírus que entram pelo trato urogenital, apesar do muco e pH ácido. A atividade sexual pode resultar em abrasões no epitélio vaginal ou na uretra, o que permite a entrada de vírus. Alguns desses infectam o epitélio, causando lesões locais, enquanto outros causam infecções disseminadas. Exemplos: • Papilomavírus humano; • Vírus da hepatite B; • Vírus da imunodeficiência humana; • Herpes-vírus simples 2 (herpes genital e neonatal); Vírus que infectam a conjuntiva possuem a secreção ocular e o movimento das pálpebras dificultando a sua entrada. Normalmente, esse tipo de infecção ocorre devido a procedimentos oftálmicos. A entrada do vírus pela pele só pode ocorrer em lesões locais. Na epiderme não há vasos e a infecção limita-se ao local. Podem ganhar acesso à derme por meio da picada de vetores artrópodes, agulhas contaminadas, tatuagens e piercings, chegando a outros locais do organismo. Exemplos: • Vírus da raiva; • Vírus da febre amarela; • Vírus da dengue; • Papilomavírus humano (verrugas). Propagação A via mais comum é a correntesanguínea ou linfática. Resumo de microbiologia A fase mais curta na maioria das infecções virais é a presença do vírus na corrente sanguínea, chamada viremia. Podem estar associados a células específicas ou livres. O tropismo do vírus determina o padrão de doença sistêmica produzida na infecção. Ele se dá pelas proteínas de superfície viral e a presença de constituintes intracelulares essenciais para a síntese viral. Alterações celulares e doença clínica Uma infecção pode levar a quatro possíveis efeitos em uma célula: • Morte; • Fusão das células para formar uma célula multinucleada; • Transformação maligna; • Nenhuma mudança aparente. A inibição da síntese de macromoléculas pode levar à morte celular, uma vez que a maquinaria celular é redirecionada. Os corpúsculos de inclusão são estruturas que correspondem a áreas distintas contendo proteínas ou partículas virais. Eles podem ser intranucleares ou intracitoplasmáticos. Um exemplo são os corpúsculos de Negri, presentes em neurônios infectados pelo vírus da raiva. A formação de células multinucleadas, ocorre por alterações na membrana celular. O poliovírus leva a doença por matar neurônios motores, causando a paralisia nos músculos que são inervados por esses neurônios. Contudo, nem toda doença é resultado dos danos causados pelo vírus, como é o caso da diarreia causada por rotavírus, na qual há estimulação do sistema nervoso entérico. Resposta imune do hospedeiro Inclui tanto a resposta imune adaptativa quanto inata. A resposta imune inata auxilia na inibição do crescimento viral no momento em que o vírus induz respostas humoral e celular, principalmente a partir da indução de interferon. Os alvos da resposta são as proteínas virais, a partir de seu reconhecimento, as células T citotóxicas podem lisar as células infectadas A resposta humoral protege contra reinfecções, bloqueando as etapas de fixação, penetração e desnudamento. Há vírus que expressam proteínas que bloqueiam a apoptose, outros – a maioria dos vírus de RNA – possuem alta taxa de mutação e causam uma variação antigênica produzindo proteínas alteradas. Há ainda vírus que produzem proteínas antagonistas a citocinas e interferon, impedindo a ligação desses fatores a seus receptores. Por fim, alguns expressam proteínas que bloqueiam proteínas do complexo principal de histocompatibilidade de classe I. Infecções persistentes Não são rapidamente eliminadas, as partículas virais continuam sendo produzidas por meses ou anos de forma contínua ou intermitente. Em alguns casos, mesmo após o término da detecção de proteínas virais, o genoma viral continua na célula infectada. As infecções podem ser de três tipos: • Crônica: o vírus é continuamente produzido e excretado; • Lenta: há um longo período entre a infecção primária e o aparecimento de sintomas; • Latente: o vírus permanece na sua forma não infecciosa com períodos intermitentes de reativação. Disseminação viral Pode ocorrer em diferentes momentos da doença dependendo do vírus. Em algumas doenças, como a raiva, o ser humano apresenta infecção terminal, não disseminando o vírus. A transmissão pode ocorrer de duas formas: • Vertical: da mãe para o embrião ou feto; • Horizontal: de um indivíduo para o outro, da mesma espécie ou não. A contaminação horizontal pode ocorrer por meio: • Contato; ◦ Direto; ◦ Indireto (objetos e gotículas). • Por um veículo (água e alimentos); • Vetores. ◦ Biológicos: o vírus se replica no vetor; Resumo de microbiologia ◦ Mecânicos: o vírus só é carregado pelo vetor. Prevenção de infecções virais A principal forma é por meio de vacinas. Existem também formas de prevenção gerais: • Uso de antissépticos; • Evitar compartilhamento de utensílios como talheres; • Evitar contato com pessoas contaminadas. Para doenças mais específicas: • Uso de repelentes (doenças transmitidas por mosquitos); • Uso de preservativo (doenças transmitidas sexualmente); • Evitar consumir alimentos crus (doenças virais entéricas). Acredita-se que as proteínas de superfície geram uma resposta imune mais eficaz do que as proteínas do cerne viral, as quais desempenham papel muito pequeno ou nulo na resistência à infecção. Alguns fatores dificultam o desenvolvimento de vacinas: • Diversos sorotipos (rinovírus); • Grande número de reservatórios animais (influenza); • Integração do DNA viral no cromossomo hospedeiro (retrovírus); • Infecção de células do sistema imunológico (HIV). As vacinas podem ser desenvolvidas de duas formas: • Vírus mortos; • Vírus vivos atenuados. Vacinas com vírus mortos/ vacinas inativadas Preparadas a partir de vírions completos, estimula a produção de anticorpos contra as proteínas de revestimento do vírus. Vantagens: • Não apresenta reversão para a virulência; • Possibilita o desenvolvimento de vacinas na ausência de vírus atenuados aceitáveis. Limitações: • Deve-se ter extremo cuidado para garantir que não haja vírus virulento vivo residual. • Conferem imunidade de curta duração e devem ser reforçadas com o tempo. • A administração parenteral induz a produção de IgM e IgG, mas pode não induzir adequadamente IgA na porta de entrada natural do vírus ou local primário de replicação; • Podem induzir hipersensibilidade quando há infecção subsequente. Vacinas com vírus vivos atenuados Utilizam vírus mutantes que possuem alguma etapa da sua patogênese restrita. O processo consiste na infecção de culturas de células ou ovos embrionários de vírus patogênicos, obtendo-se, após uma série de passagens, cepas menos virulentas. Essas cepas sofreram mutações genéticas que comprometem sua patogenicidade sem afetar sua capacidade replicativa. Vantagens: • Atua como a infecção natural no seu efeito na imunidade, estimulando produção duradoura de anticorpos; • Induz boa resposta celular; • Leva ao desenvolvimento de resistência na porta de entrada. Limitações: • Risco de reversão para maior virulência durante a replicação; • Possíveis contaminantes por agentes desconhecidos no substrato da cultura; • Essas vacinas possuem prazo de validade limitado; • Podem ter sua eficácia reduzida se houver infecção concomitante com vírus de ocorrência natural, que pode inibir a replicação do vírus da vacina. Controle de infecções virais É feito principalmente pelo uso de fármacos, os quais devem ser capazes de atuar seletivamente nos vírus, sem lesar as células do hospedeiro. Devido ao período de latência, os vírus disseminam-se antes do aparecimento de algum Resumo de microbiologia sintoma, tornando o tratamento com medicamentos ineficaz. Contudo, eles são necessários quando não há vacinas ou quando a vacina não é tão eficaz. Antivirais Análogos de nucleosídeos: inibem as polimerases necessárias para a replicação do ácido nucleico viral; alguns incorporam-se ao ácido nucleico viral, bloqueando sua síntese ou alterando sua função. Podem inibir enzimas celulares. O aparecimento de variantes resistentes ao fármaco pode ser retardado com o uso combinado de diferentes antivirais. Exemplos: • Aciclovir (acicloguanosina); • Lamivudina (3TC); • Ribavirina; • Vidarabina (adenina arabinosídeo); • Zidovudina (azidotimidina, AZT). Inibidores da transcriptase reversa: atua ligando-se diretamente na enzima transcriptase reversa, rompendo seu sítio catalítico. Rapidamente surgem mutantes resistentes. Exemplo: • Nevirapina. Inibidores de protease: liga-se à protease do HIV, necessária em seu ciclo biológico para a formação do cerne do vírion maduro e para a ativação da transcriptase reversa. Exemplos: • Saquinavir; • Indinavir; • Ritonavir. Outros tipos: outro medicamento utilizado contra HIV é o fuzeon, que bloqueia a fusão da membranacelular com o vírus em sua entrada. Contra a influenza, a amantadina e a rimatadina, aminas sintéticas, bloqueiam o desnudamento viral. Esses fármacos devem ser administrados de forma profilática. O foscarnete é um análogo orgânico do fosfato inorgânico, atuando pela inibição seletiva das DNA- polimerases e transcriptases reversas virais no sítio de ligação do fosfato. A metisazona foi o primeiro antiviral, ele atua bloqueando um estágio avançado da replicação viral, formando partículas virais imaturas não infecciosas. Diagnóstico das infecções virais O diagnóstico de doenças virais é realizado de diversas formas: • Método clássico; ◦ Isolamento de vírus e inoculação em sistemas hospedeiros. • Métodos sorológicos; ◦ Detectam anticorpos do paciente e antígenos virais. • Métodos moleculares. ◦ Identificação de ácidos nucleicos virais. O método é escolhido com base no vírus e no estágio da doença. Isolamento de vírus e inoculação em sistemas hospedeiros O vírus é identificado em cultivo celular. A infecção de uma célula é necessária para que haja replicação. A inoculação deve ser rápida pois muitos vírus são desativados em temperatura ambiente. Esse diagnóstico baseia-se no efeito citopático, ou seja, alterações na aparência das células. As alterações, o tipo de célula e o tempo que leva para aparecerem levam a identificação do vírus. Em vírus que possuem a proteína hemaglutinina em seu envelope, como sarampo, parainfluenza e influenza, podem ser observados outros efeitos: • Hemadsorção: ligação de hemácias na superfície de células infectadas. • Hemaglutinação: aglutinação de hemácias causada pela infecção viral. Resumo de microbiologia Outros vírus, como o da rubéola, podem ser detectados pela interferência no efeito citopático de alguns enterovírus. Há ainda aqueles vírus, como enterovírus, que são detectados pela diminuição da produção de ácido por células infectadas que estão morrendo. O vermelho de fenol no meio de cultura permanece vermelho na presença do vírus, indicando alcalinidade. Caso não haja infecção, torna-se amarelo. Para isolar os vírus aviários e influenza utiliza-se o modelo de propagação em ovos embrionários. Com condições ideais de temperatura e umidade e circulação de ar inocula-se o vírus via saco vitelino, cavidade amniótica, cavidade alantóica ou membrana corioalantróica. Via de inoculação e idade do embrião dependem do vírus. Analisa-se a hemaglutinação ou lesões esbranquiçadas ou hemorrágicas na membrana corioalantróica. Sorologia e métodos imunológicos Baseia-se na formação de anticorpos específicos após uma infecção, podendo ser detectados no soro. Determina também o status imunológico do paciente, verificando se já foi infectado ou imunizado para certo vírus. Os métodos clássicos detectam IgG, o qual permanece por toda a vida na maioria das infecções virais. Testes que detectam anticorpos totais também detectam IgM, a primeira imunoglobulina a ser produzida e que decai rapidamente. Esse método não diferencia IgG e IgM. IgA também pode ser detectada, mas IgD e IgE apresentam quantidades mínimas. Teste imunoenzimático (ELISA) Utilizado tanto para detecção de anticorpos quanto de antígenos. Envolve anticorpos conjugados com enzimas. O soro é adicionado a uma placa sensibilizada com um antígeno do vírus que se quer investigar. Caso haja infecção ou imunização os anticorpos vão se ligar ao antígeno na placa de ensaio. O sistema é lavado, o que não reagiu é eliminado e o que reagiu fica preso no antígeno aderido à placa. São adicionados anticorpos anti- imunoglobulina humana conjugados com enzimas, que ligam-se aos anticorpos ligados ao antígeno. Adicionando-se o substrato da enzima, a reação produz uma coloração no meio. Para detectar antígenos, a placa é sensibilizada com anticorpos. Esse teste é o rastreamento primário para HIV, utilizando-se antígenos para detectar-se anticorpos no soro. Teste de neutralização (TN) Também detecta anticorpos. Baseia-se no princípio de que os vírus, ao interagirem com anticorpos específicos, são neutralizados e perdem sua infecciosidade. Resumo de microbiologia O soro é misturado com o vírus, para que caso hajam anticorpos eles interajam. A mistura é inoculada em uma cultura de células e seu efeito citopático é observado. Esse teste pode ser usado também para identificar um vírus desconhecido, utilizando-se anticorpos específicos. Teste de inibição da hemaglutinação (HI) Inibição da capacidade de hemaglutinação de um vírus ao reagir com um anticorpo específico. O soro é misturado com partículas virais e seu houve anticorpos, o vírus perde sua capacidade de hemaglutinação. Aplicável somente a vírus com capacidade aglutinante, como influenza, parainfluenza e sarampo. Teste de fixação do complemento (FC) O complemento é um agente lítico (promove a lise celular) e ele pode ser ligado por um complexo antígeno-anticorpo. O teste é feito com uma mistura de soro, com anticorpos ou não, partículas virais e o complemento. Adiciona-se então um complexo formado por hemácias-anticorpo anti-hemácia e se o complemento não foi fixado na primeira etapa devido à ausência de anticorpos, ele lisará a hemácia. Assim, a ausência de hemólise indica a presença de anticorpos. Também pode ser utilizado para identificação de um vírus desconhecido. Imunofluorescência (IF) Utiliza anticorpos marcados com corantes fluorescentes, chamados anticorpos conjugados. Existem dois tipos: • Imunofluorescência direta; • Imunofluorescência indireta. A direta é utilizada apenas para a detecção de antígenos. Um anticorpo conjugado específico é adicionado a uma lâmina de microscópio contendo células infectadas. Se o anticorpo for específico do vírus, eles irão ligar-se, emitindo fluorescência. A indireta pode ser usada tanto para detectar o antígeno quanto o anticorpo. Anticorpos não marcados são adicionados à lâmina contendo células infectadas e, após um tempo de incubação, a lâmina é lavada para remover anticorpos não ligados. Então, um anticorpo anti-imunoglobulina conjugado é adicionado e, após incubação, a lâmina é observada. Caso os anticorpos da primeira etapa tenham se ligado, serão reconhecidos pelos anticorpos conjugados, havendo fluorescência. Aglutinação passiva Baseia-se no princípio da aglutinação direta, ou seja, agrupamento de antígenos livres pela ligação de anticorpos específicos. O antígeno é artificialmente ligado a uma partícula carreadora com anticorpos específicos em sua superfície. Essas partículas se agrupam pela ligação dos anticorpos de sua superfície aos antígenos. Também pode ser utilizado para detectar anticorpos. As partículas carreadoras, nesse caso, carregam antígenos virais conhecidos e são misturadas com o soro. A aglutinação indica a presença de anticorpos. Teste da imunoperoxidase (IP) É parecida com a imunofluorescência e utiliza anticorpos conjugados com a enzima peroxidase. Esses anticorpos, ao se ligarem aos antígenos de interesse e após a adição do substrato da peroxidase, produzem uma coloração que pode ser observada no microscópio óptico. Pode ser feito de maneira direta ou indireta. Immunoblotting/ western blotting (WB) Refere-se, geralmente, à técnica de western blotting, que consiste na separação de proteínas por um gel de eletroforese e sua posterior transferência para uma membrana. Resumo de microbiologia Inicialmente, uma amostra é adicionada a um gel de poliacrilamida contendo o detergente duodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Esse detergente faz com que as proteínas adquiram carga negativa e desnaturem, tornando-se umacadeia totalmente estendida e solúvel. Esse gel é submetido a uma voltagem, de forma que as proteínas, agora carregadas negativamente, migrem em direção ao polo positivo do gel, separando-as em bandas. Essas bandas são, então, transferidas para uma membrana de nitrocelulose, também por meio da aplicação de voltagem. As bandas na membrana são cortadas em tiras, de forma que cada tira serve como um antígeno para o immunoblotting, em que uma banda do antígeno é relacionada com uma proteína do vírus intacto. Assim, o soro reage com as proteínas das bandas, de modo que, se há o anticorpo para aquele antígeno, será formado o complexo antígeno- anticorpo. Faz-se, então, uma reação imunoenzimática, adicionando-se um anticorpo anti-imunoglobulina conjugado a uma enzima, o qual emitirá uma fluorescência que pode ser detectada. É muito utilizado para a confirmação de um resultado positivo do ELISA para HIV, medindo a presença de anticorpos contra esse vírus no soro. Métodos moleculares Envolvem a biologia molecular do vírus, como a identificação de sequências do ácido nucleico viral. Podem ser divididas em métodos para: • Detecção; • Determinação da sequência; • Quantificação do ácido nucleico viral; • Genotipagem com comparação do genoma viral. Detecção qualitativa do ácido nucleico Divide-se em: • PCR; • Reação de hibridação; • Southern, northern e dot blot; • Eletroforese em gel poliacrilamida. PCR (reação em cadeia da polimerase) Consiste na amplificação de sequências de DNA. Um ácido nucleico-alvo é isolado de uma amostra. Caso esse ácido nucleico seja um RNA, ele deve ser inicialmente convertido em DNA complementar (cDNA) pela ação da transcriptase reversa. As reações cíclicas utilizam o DNA-alvo, nucleotídeos (chamados de desoxinucleotídeos trifosfato/dNTP), um tampão (para garantir as condições ideias), uma enzima DNA polimerase e primers, que consistem em pequenas sequências de nucleotídeos que fornecem o ponto de partida para a síntese de DNA. Inicialmente, os elementos da reação são aquecidos (90°C – 96°C) para que haja a desnaturação do DNA, separando suas fitas. Depois, a temperatura (65°C), de maneira que os primers possam ligar-se. Por fim, a temperatura sobe (70°C) para que a DNA- -polimerase realize o alongamento da nova fita de DNA. Esse ciclo é repetido diversas vezes, de modo que a amplificação ocorre de maneira exponencial. O DNA amplificado (amplicon), pode ser detectado por hibridização com uso de sondas específicas ou visualizado após eletroforese e coloração do gel. Resumo de microbiologia Reação de hibridação O amplicon gerado em uma reação de PCR pode ser detectado por reações de hibridação. Além disso, permite a identificação de outras sequências de ácido nucleico viral. São comercializadas sequências complementares ao ácido nucleico viral, marcadas por enzimas, chamadas sondas. Elas anelam-se ao ácido nucleico viral, processo chamado hibridação. As amostras são aquecidas para desnaturar o material genético e separar as fitas, são adicionadas as sondas e a reação é lavada para que as sondas que não hibridizaram sejam removidas. Então, o substrato da enzima da sonda é adicionado e, com isso, sondas hibridizadas emitem fluorescência, observada pelo microscópio, indicando a presença de ácido nucleico viral na amostra. Southern, northern e dot blot São semelhantes entre si: • Southern blot: detecta DNA; • Northern blot: detecta RNA; • Dot blot: detecta DNA ou RNA. São também muito parecidas com immunoblotting ou western blot, mas utilizam a hibridização de sondas em vez de anticorpos para a detecção do material genético. Assim, a sequência de ácido nucleico de interesse é separada por eletroforese em gel e transferida para uma membrana. A detecção é feita pela adição de sondas marcadas com radioisótopo ou enzima na membrana. Eletroforese em gel poliacrilamida (PAGE) Além de ser utilizada nas técnicas de blotting, pode ser utilizada sozinha para vírus de genoma segmentado, como rotavírus e reovírus. Os segmentos são separados no gel de acordo com o seu tamanho molecular por meio da aplicação de voltagem. Esse gel pode então ser corado, por exemplo, com nitrato de prata. Determinação da sequência do ácido nucleico viral Utilizado para investigar a possibilidade de reação cruzada, como é o caso de HBV e HCV, bem como para direcionar a terapia no caso do HIV, que pode auxiliar na detecção de resistência a drogas. Para esse último caso, são analisadas as sequências da transcriptase reversa e da protease viral e comparadas com o vírus selvagem. Quantificação do ácido nucleico viral Utilizada para a indicação de prognóstico, resposta à terapia antiviral e determinação do risco de transmissão. É bastante utilizada para a indicação do prognóstico para infecções com HIV, visto que níveis plasmáticos de RNA viral estão relacionados com o estágio da doença, de forma que pacientes com baixos níveis permanecem assintomáticos e saudáveis por longos períodos de tempo. Uma das técnicas mais comumente utilizadas na quantificação do ácido nucleico viral é a PCR. A principal forma de se realizar a quantificação por essa técnica é mediante a PCR em tempo real, também chamada de PCR quantitativo (qPCR). Ela utiliza sondas fluorescentes para monitorar a amplificação do DNA em tempo real, bem como para sua quantificação. São adicionadas sondas fluorescentes que se ligam ao DNA. Essas sondas podem ser específicas, como a TaqMan, ou não específica, como a SYBR Green. A sonda sequência-específica garante que a sequência de interesse está sendo amplificada. A TaqMan consiste em dois fluoróforos ligados por uma sequência de DNA que se hibridiza com o meio da sequência-alvo. Quando esses fluoróforos estão ligados na sonda, não há a emissão de fluorescência. Quando a sonda se liga ao DNA- alvo, a Taq polimerase corta a sonda em nucleotídeos, soltando os fluoróforos e permitindo a liberação da fluorescência, a qual pode ser detectada. Resumo de microbiologia
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