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Virologia Aula 1 – Princípios de Virologia Características Gerais 1 - Acelulares, estrutura compacta e econômica - Não apresentam organelas, como ribossomos, Golgi, RE etc - Não possuem maquinaria completa para síntese de proteínas - Possuem ácido nucleico, protéinas, lipídeos (alguns) 2 - Parasitas intracelulares obrigatórios - Usurpam e manipulam a maquinaria celular para formar sua progênie - Não se multiplicam fora da célula hospedeira (macromoléculas) - Multiplicação depende de encontro com hospedeiro específico 3 - Dimensões ultramicroscópicas - De 24 nm (bacteriofago MS2) até 800 nm (mimivirus) Componentes da Partícula Viral: elementos e geometria Estrutura Viral Básica 1- Envelope (lipoproteico) 2- Enzimas e/ou outras proteínas 3- Capsídeo (proteico) 4- Cerne (Genoma: DNA ou RNA) 5- Espículas ou ligantes virais (proteínas e/ou carboidratos) Capsídeo - Formado por subunidades proteicas idênticas ou similares (capsômeros) - Capsômeros podem apresentar auto-montagem - Capsídeo pode apresentar diferentes simetrias dependendo da forma ou arranjo dos capsômeros o simetria icosaédrica: herpesvirus, papillomavirus o simetria helicoidal: Influenza virus o simetria complexa: Bacteriófago T4, Varíola virus Genoma viral - DNA ou RNA - Fita simples ou dupla - Linear ou circular - Fita única ou segmentada (permite rearranjos, aumentando variabilidade) - Polaridade positiva ou negativa Vírus de RNA: o apresentam maiores taxas de mutação o multiplicação no citoplasma o RNA polaridade positiva: genoma viral funciona como RNA mensageiro o RNA polaridade negativa: genoma viral precisa ser transcrito para iniciar multiplicação (RNA polimerase dependente de RNA é necessária) Vírus de DNA o Possuem os maiores genomas virais o Multiplicação nuclear Mecanismos de economia genética (4): 1. Sobreposição de ORFs 2. Proteínas multifuncionais 3. Leitura das fitas do genoma nos dois sentidos 4. Ampla utilização da maquinaria celular Relação direta com as características biológicas do vírus Função da Partícula Viral: ciclo de multiplicação 1. Adsorção 2. Penetração 3. Desnudamento 4. Biossíntese 5. Morfogênese 6. Liberação 1 – Adsorção - Ligação específica entre os ligantes virais e receptores celulares localizados na membrana citoplasmática - Receptores virais estão diretamente relacionados com tropismo celular/tecidual e a especificidade do hospedeiro - Alguns virus também interagem com receptores secundários (co- receptores) 2 – Penetração - Envelopados: o Fusão de membranas o Endocitose mediada por receptor - Não envelopados: o Perfuração da membrana o Formação de poros 3 – Desnudamento - Associado à membrana - Citoplasmático - Associado ao núcleo 4 – Biossíntese - Dengue virus: o Síntese de RNA polimerase dependente de RNA após tradução - Variola virus: o Síntese de DNA polimerase ou utiliza a celular após tradução - Rabies virus: o RNA polimerase dependente de RNA presente na partícula viral e mais síntese após tradução - HIV: o Transcriptase reversa presente na partícula viral 5 – Morfogênese - Montagem das subunidades proteicas (e dos componentes da membrana no caso de vírus envelopados) e empacotamento do genoma viral, com formação de novas partículas virais completas em um determinado sítio das células. - Sítios replicativos dependem de disponibilidade nutricional e proteção (citoplasmáticos ou nucleares) - Herpesvirus: interação entre região terminal do genoma e proteína do capsídeo - Vírus envelopados: envelopes devem ser adquiridos de compartimentos membranosos da célula previamente modificados por proteínas virais (vírus não são capazes de sintetizar lipídeos) 6 – Liberação - Vírus volta ao ambiente extracelular - Intimamente relacionada com as características biológicas do vírus: o Envelopado ou não, sítio de multiplicação celular Aula 2 – Patogênese Viral Etapas da Doença - Infecção: vírus alcança um sítio primário e consegue se multiplicar - Período de incubação: entre a infecção e o aparecimento dos primeiros sintomas - Período prodrômico: ocorrem os sintomas inespecíficos - Período de doença: ocorrem sintomas clínicos característicos - Período de convalescência: hospedeiro se recupera Transmissão do Vírus na Natureza - Vertical: Mãe −> Embrião/Feto o HIV, Rubéola - Horizontal o Contato: sexual, fômites, pele etc o Veículos: água, alimentos o Vetores: invertebrados, vertebrados Requisitos para o Ínicio da Infecção 1. Inóculo viral suficiente: resistência ambiental, diluição, defesas do hospedeiro 2. Sítio de entrada correto: acessibilidade, susceptibilidade e permissividade 3. Vencer as defesas do organismo: mecânicas, químicas, inatas e adaptativas Rotas de Entrada Mucosas - Vastas, imunologicamente muito ativas – prevenção da entrada de patógenos (IgA, células NK, cílios, folículos linfoides, macrófagos etc) Trato respiratório o Defesas Superior: IgA, muco, cílios, tonsilas Inferior: macrófagos e monócitos o Transmissão Aerossois: saliva e perdigotos Contato direto com secreções o Infecção pode ser localizada (e.g. rhinovirus) ou sistêmica (e.g. influenza) o Somente partículas menores que 5 μm atingem alvéolos Trato gastrointestinal o Vírus precisam ser resistentes a variações de pH, ação de enzimas digestivas e condições ambientais extremas o Transmissão Água e alimentos o Infecções Localizadas Rotavírus, norovírus e coronavírus: diarreias Sistêmicas Enterovírus: pólio, hepatite A Reovírus: infecções entéricas Adenovírus: infecções entéricas, renais o Células M Promotoras de transcitose de agentes de defesa Usada por vários patógenos para a entrada: reovírus, coronavírus, HIV (via anal) Trato Urogenital o Defesas IgA, muco, fagócitos, pH ácido o Entrada Microabrasões TUG feminino mais susceptível, apesar do baixo pH HIV, HHV-1/2, vírus da hepatite B Conjuntiva o Defesas: Secreção da ocular, pálpebras o Entrada: Microabrasões (lente, água) o Disseminação sistêmica rara Pele o Defesas: Queratina, células de Langerhans o Entrada: Abrasões, picadas, agulhas, pircing, tatuagens, mordidas o HIV, dengue, hepatites, vaccinia, HPV Tropismo - Acessibilidade: capaz de alcançar órgão ou tecido no qual ele se multiplica - Susceptibilidade: célula que tenha receptor que permita entrada viral - Permissividade: célula possui toda maquinaria que permite multiplicação do vírus Receptores celulares: receptores com função fisiológica, mas que são reconhecidos pelos ligantes virais, aos quais se ligam inadvertidamente. Disseminação - Infecção localizada o Multiplicação no sítio de entrada - Disseminação célula-célula o Ex: papilomavirus (epiderme), rotavirus (vilosidades intestinais) - Infecção disseminada 1. Sítio primário de infecção 2. Linfonodo regional 3. Viremia primária 4. Sítios secundários de infecção (órgãos linfoides) 5. Viremia secundária 6. Sítio trópico de infecção 7. Eliminação e transmissão Danos Teciduais - Efeitos citopáticos - Imunopatologias o Apoptose o Superantígenos Padrões de infecção HIT-AND-RUN vs STAY-AND-FIGHT (multiplicação rápida) (multiplicação lenta)- Agudas o Produção rápida de vírus seguida da resolução rápida e eliminação da infecção pelo hospedeiro. Pode ser aparente ou não. - Persistentes o Infecções não são eliminadas rapidamente, podendo evoluir para cronicidade, latência ou com recidivas - Abortivas o Infecção não produtiva. Célula susceptível, mas não permissiva, ou partícula viral defectiva Infecção Aguda Ex: Varíola, Caxumba, Gripes e resfriados Infecção Lenta – “Aguda com recorrência tardia” Ex: Varicela, Herpes Zoster, Sarampo Infecção Crônica Ex: Hepatite B, AIDS, HTLV Infecção Latente Ex: Herpes e Hepatite C Excreção - Etapa fundamental para a manutenção e circulação da progênie viral na natureza o Secreções respiratórias o Sangue o Lesões ulceradas na pele o Leite materno o Fezes o Trato genitourinário Evolução da Infecção: multi-fatorial - Vírus o Espécie o Amostra o Variabilidade genética o Tamanho do inóculo o Rota de entrada - Hospedeiro o Genética o Idade Habilidade das células suportarem a multiplicação viral Resistência à perda celular (grande capacidade de renovação tecidual) Resposta imune Imunopatologias podem ser mais graves em adultos saudáveis do que em idosos ou crianças o Estado nutricional o Outros Aula 3 – Diagnóstico Viral Detecção - Vírus em cultura (crescimento viral) o mais utilizado em pesquisas - Antígenos virais (proteínas) o ELISA, imunofluorescência, Western-Blot - Ácidos nucleicos virais o PCR - Anticorpos contra vírus o Mais utilizado o ELISA, ensaio de neutralização, inibição de hemaglutinação Coleta de Espécimes para Diagnóstico - Local: em infecções agudas, no local da doença o Lícor (meningite), biópsia (mucosa) - Tempo: títulos virais são maiores nos primeiros dias de doença aguda Métodos Empregados - Cultura viral em células - Microscopia óptica (cospúsculos de inclusão) - Microscopia eletrônica - Exame citológico (Papanicolau) - Detecção de antígeno viral - Detecção de ácidos nucleicos - Sorologia (detecção de anticorpos) Cultura viral em células Observa-se o efeito citopático - Vantagens o Obtenção do patógeno vivo o Específico - Desvantagens o Caro o Mão de obra treinada o Demorado o Alguns vírus não se multiplicam em cultura ou não causam efeito citopático Diagnóstico HIV Sorologia: o ELISA (triagem) – alta sensibilidade o Western-blot (confirmatório) o ELISA – Detecção de anticorpos séricos contra proteínas do HIV 1. Preparação da placa de teste (ligação de antígenos HIV) 2. Adição do soro teste (anticorpo primário) 3. Adição de anticorpos Anti-Ig humano conjugado com enzima (anticorpo secundário) 4. Adição de substrato enzimático cromogênico Resultados Reações cromogênicas indicam soro positivo Podem haver resultados intermediários (automatização) o Western-Blot – Análise individual da presença de anticorpos anti- proteínas do HIV 1. Separação das proteínas em gel 2. Transferência das proteínas separadas para membrana 3. Adição do soro teste, de anticorpos anti-humano conjugados a enzima e substrato cromogênico Resultados Considerado positivo se pelo menos três bandas são visualizadas, sendo uma a da polimerase (TR) - Observações quanto à detecção de anticorpos o Indicador de status imunológico o Indicador de infecções agudas o Nem sempre diferencia infecções ativas de pregressas o De importância relativa em infecções crônicas ou latentes o Não distingue indivíduo vacinado do doente o Importante para acompanhamento do paciente Marcadores de carga viral PCR - Vantagens o Altíssima especificidade e reprodutibilidade o Simplicidade o Potencial para automação e análise em larga escala o Diagnóstico rápido (~4h) - Procedimentos 1. Preparação da reação 2. Reação de amplificação 3. Análise em gel de agarose Obs: PCR em tempo real é quantitativo Aula 4 – Vírus Oncogênicos A multiplicação celular regulada segue um mecanismo temporal: - Fase G1: preparação para síntese de DNA, alta atividade metabólica - Fase S (síntese): síntese de DNA e duplicação dos cromossomos - Fase G2: início da condensação dos cromossomos, preparação para a mitose - Fase M: condensação dos cromossomos e mitose (divisão celular propriamente dita) G1 + S + G2 = interfase Células normais sofrem senescência e morte celular após certo número de divisões devido ao encurtamento dos telômeros cromossomais. Transformação Celular - Conceito: mudança fenotípica, espontânea ou induzida, resultante da alteração gênica - Gera instabilidade genética (e.g. rearranjo cromossômico, poliploidia, heteroploidia) - Pode resultar em imortalização, crescimento aberrante ou malignização. o Imortalização: longevidade infinita, mas ainda pode ser sensível ao limite de crescimento por densidade o Crescimento aberrante: perda da inibição do crescimento por densidade e independente de ancoragem para o crescimento o Malignização: capacidade de gerar tumor invasivo quando implantado in vivo Obs: a tranformação celular pode ser resultado de mutações espontâneas, agentes químicos carcinogênicos, radiação ionizante ou infecção por vírus oncogênicos (15-20%) Transformação Celular por Vírus Oncogênicos Vírus RNA - Transcrição reversa de ssRNA em dsDNA - Integração do DNA proviral no genoma da célula infectada - Expressão do provirus integrado através de sequências regulatórias do vírus Mecanismos oncogênicos: o Habilidade do virus em adquirir e transduzir material gênico celular o Ativação ou inativação insersional de genes celulares através da integração do provirus Retrovírus Transdutores - Oncogene celular (proto-oncogene), sem função para replicação viral - Vírus recombinante é defectivo e necessita da presença de um vírus “helper” para se multiplicar novamente - Os controles para regulação dos genes virais são perdidos e o proto- oncogene é expresso intensamente por ação de promotores virais Obs: NUNCA documentado em humanos Retrovírus Transativadores (cis) - Retrovírus é replicativo - O vírus não carreia sequências celulares, mas se integra em regiões vizinhas a proto-oncogenes ou genes supressores de tumor, ativando-os ou inativando-os Obs: NUNCA documentado em humanos Retrovirus Transativadores (trans) - Retrovirus é replicativo - O vírus não carreia sequencias celulares e não se integra em regiões vizinhas a proto-oncogenes; entretanto, ativa-os através da ação de um proteína viral (codificada por um oncogene viral) Obs: Documentado em humanos (HTLV-1) Vírus DNA - Ao contrário dos retrovirus, a geração de tumores está necessariamente associado ao ciclo viral produtivo - Os oncogenes são virais, sem relação com oncogenes celulares - Replicação leva a morte celular, mas quando a morte celular não acontece (em condições especiais), eventos transformantes podem ocorrer o Os eventos que desencadeiam a transformação celular por um vírus DNA refletem a habilidade do virus em induzir uma célula quiescente a entrar no ciclo celular Exemplo: Polioma virus – SV40 Vírus Oncogênicos Humanos mais comuns Vírus T-linfotrópico humano I (HTLV-1) - Retrovírus- Sinapses virais: transmissão célula a célula sem a formação de novos virions completos o A infecção só acontece quando há contato com células infectadas (parenteral, sexual, aleitamento materno) 1. Contato entre linfócito infectado e não infectado ICAM1 e LFA1 estabilizam interação entre células 2. Processos induzidos por Tax Polarização do MTOC (microtubule organizing center) e formação da sinapse viral 3. Acúmulo de complexos gag (proteínas do nucleocapsídeo, enzimas – inclusive TR e RNA) e translocação de vírus recém produzidos para a outra célula 4. Geração de DNA proviral (TR) e integração ao genoma Oncoproteína: Tax - Proteína multifuncional, reguladora da transcrição viral - Proteína de interação múltipla a fatores celulares HTLV-1 altera - Imunomodulação o Propicia infecção persistente e aumenta as chances de um evento transformante - Regulação da apoptose o Bloqueio da apoptose via inativação de Akt - Proliferação o Ativação contínua de NFκB (via de sobrevivência) o Sinalização mitogênica (expressão aumentada de ciclinas e CDKs) o Indução de passagem de G1 para S o Inativação de fatores inibidores de proliferação (p53 e RB) - Estabilidade genética o Supressão de mecanismos de reparo de DNA o Mitose anormal o Aneuploidia Da infecção pelo HTLV-1 à ATL (leucemia de células T do adulto) Importante: Tax parece ser essencial ao processo de iniciação da transformação celular, mas NÃO à manutenção do câncer (HBZ) Papilomavirus Humano - Partícula icosaédrica ou esférica - Não envelopado - Molécula única de DNA fita-dupla - Todas as ORFs estão localizadas em apenas uma das fitas o DNA viral é carregado para células distais na forma de epissomo Replicação e transformação celular 1. HPV infecta células basais 2. Replicação viral não citolítica e expressão de genes E o DNA replicase, moduladores de outros genes virais e proteínas virais que induzem a multiplicação celular 3. Movimento distal das células infectadas 4. Expressão de genes L e formação de capsídeos o Componentes estruturais do capsídeo 5. Integração de DNA viral ao genoma do hospedeiro leva a produção descontrolada de oncoproteínas e transformação celular do hospedeiro No ciclo abortivo (transformante), E6/E7 precisam ser constantemente expressas para que a célula permaneça transformada - E6: induz degradação de p53 (proteína supressora de tumor) - E7: liga-se e inativa pRB (proteína supressora de tumor) Aula 5 – FLAVIVIRUS (dengue, febre amarela e febre do oeste do nilo) - Envelopados - RNA monocistrônico de polaridade positiva - Vírus não líticos - Proteínas E (externa), M (média) e C (central) Ciclo replicativo 1- Adsorção e penetração mediada por receptor 2- Acidificação no interior do endossomo leva a fusão do envelope viral e membrana da vesícula (desnudamento) 3- Genoma de senso + é traduzido em uma única poliproteína. Replicação do genoma viral e morfogênese ocorre na superfície do RE. Vírus brota para a luz do RE 4- Partículas não ativas são transportadas pelo Golgi, ativadas por clivagem da proteína M e liberada por exocitose Dengue - 4 sorotipos virais o Em 2008 DENV1 tornou-se o vírus de maior circulação Patogênese - Dengue clássica o Sítio de infecção primário: células dendriticas da derme o Sítio de infecção secundário: células da linhagem mononuclear fagocítica o Incubação de 2 a 7 dias o Sintomatologia: Doença benigna auto-limitada Febre alta Dor de cabeça Prostração severa Mialgia Manchas maculopapulares a partir do tronco - Dengue hemorrágica (DHF) o Infecção primária por um determinado sorotipo viral o Infecção secundária por um sorotipo viral diferente o Intensidade da infecção dependente de anticorpos (ADE) Anticorpos se ligam ao virus, mas não o neutraliza, e facilita a infecção de outras células interagindo com receptor Fc o Doença inicialmente se parece com a forma clássica, porém progride para sintomas graves após 2 a 5 dias Cianose periférica, hipotensão, vazamento capilar difuso, hipovolemia, hipóxia tecidual e acidose lática Petéquias, equimoses, hemorragia visceral, choque Mortalidade: 50% sem tratamento e 1% com tratamento Lesões causadas pelo vírus não são detectadas na DHF, reforçando a hipótese imunológica - Resposta imune à infecção pelo vírus da dengue - Desenvolvimento de vacina o Imunidade contra proteína E é essencial (Ig neutralizantes) o Contra proteína NS1 é importante (resposta celular) o Imunidade contra os quatro tipos virais (vacina quadrivalente) Febre Amarela Patologia Inicialmente ocorre viremia com febre inespecífica. No fígado, o corre infecção de células de Kupfer, apoptose de hepatócitos e redução dos fatores de coagulação, acarretando em lesões renais e disfunção plaquetária disseminada. Além disso, infecção de células dendríticas provoca desregulação imunológica, que provoca lesão microvascular e degeneração de células cardíacas. A infecção pode resultar em choque e morte. Vacina - Cepa 17D: vírus atenuado preparado a partir da infecção de embriões de galinha - Imunidade em 95% dos vacinados, de longa duração (10 anos, oficialmente) - Vacinação a partir dos 9 meses de idade - Contra-indicações o Crianças < 4 meses, gestantes, imunodeficientes, alérgicos a ovos Encefalite do Oeste do Nilo - Sintomas o Febre o Gastrointestinais o Neurite ótica o Convulsões o Mudanças no estado mental o Mielite o Exantema maculo-papular o Paralisia flácida o - Ciclo ecológico o Acomete principalmente homens e cavalos, vitimando eventualmente pássaros e outros mamíferos Obs: no Brasil, NÃO HÁ relatos de infecção Ocasionais Aula 6 – Herpesvírus - Envelopados - DNA linear, dupla fita - Penetra na célula por fusão do envelope com a membrana citoplasmática - Alphaherpesvirus o Gama de hospedeiros variável o Ciclo replicativo curto o Destruição de células infectadas o Capacidade de estabelecer infecção latente em nervos dos gânglios sensoriais Ex: Siplexvirus(HHV-1/2), Varicellovirus (VZV) - Bethaherpesvirinae o Gama de hospedeiros restrita o Ciclo replicativo lento e de crescimento demorado o Célua infectadas apresentam citomegalia o Capacidade de estabelecer infecção latente em células de diversos tecidos Ex: Cytomegalovirus (HCMV) - Gammaherpesvirinae o Gama de hospedeiros restrita o Ciclo replicativo variável o Infectam especificamente linfócitos T e B o Capacidade de estabelecer infecção latente em células de tecidos linfoides Ex: Lymphocryptovirus (EBV) Herpesvirus – Efeitos Citopáticos - Deslocamento e destruição do nucléolo - Duplicação e dobramento de partes da membrana nuclear - Fragmentação e dispersão das vesículas do complexo de Golgi - Inserção de gliproteínas virais nas membranas celulares e mudanças imunogênicas - Policariocitose (fusão celular) - Rearranjo do citoesqueleto (microtúbulos celulares) - Formação de corpúsculos de inclusão intra-nucleares - Bloqueio da síntese de proteínas celulares (degradação de mRNA, bloqueio da transcrição, bloqueio do processamento do mRNA) - Bloqueio do ciclo celular em G1 ou G2 Estabelecimento - O vírus deve alcançar as terminações dos nervos sensoriais - O processo de circularização parece ser essencial para que o vírus tome a “decisão” de entrarem latência - Expressão de um grupo específico de genes denominados LAT Manutenção - Manutenção do estado latente parece estar associada com a contínua expressão dos genes LAT, enquanto os outros genes estão quiescentes - É um processo passivo, pois o vírus permanece estável no núcleo de células neuronais que não se dividem - O desafio para o vírus passa a ser a reativação Reativação - Estímulo local (lesão do tecido enervado pelo neurônio infectado) ou estímulo sistêmico (estresse físico ou emocional, radiação, hipertermia etc) aumenta a atividade transcricional no neurônio (dependente de fatores celulares) - Expressão de genes LAT também é importante na reativação - A reativação não deve levar o neurônio hospedeiro à morte o Vírus codifica proteínas que impedem a apoptose na reativação F A S E S D A L A T Ê N C IA Herpesvírus que causam doenças exantemáticas - HHV-1/2 o Herpes labial, herpes genital, encefalite e ceratiteinfecção herpética disseminada (imunossuprimidos) - HHV-6/7 o Exantema súbito (roséola infantil) - Vírus Varicela-Zoster (VZV) o Varicela (catapora) e Herpes Zoster Herpes labial (genital) (HHV-1/2) o Transmissão Contato com a lesão o Lesão pápulo-vesicular típica, dolorida e usualmente dermatomal o Atinge lábios, boca, bochechas, narinas e até palato ou gengivas o Ocorre auto-inoculação para outros sítios o Tratamento Sintomático Antibioticoterapia ( infecções bacterianas secundárias) Acyclovir Encefalite herpética (HHV-1/2) o Ocorre morte neuronal devido a uma infecção o Principal causa de encefalite asséptica o Óbito ou sequelas permanentes Ceratite herpética o Os axônios do nervo trigêmio são ramificados e após a latência, a reativação do vírus provoca fluxo anterógrado por um axônio, que atinge o olho, podendo provocar cegueira Varicela e Herpes Zoster (VZV) - Varicela o Transmissão Inoculação na mucosa respiratória ou conjuntiva o Resulta de infecção primária pelo VZV, normalmente na infância o Doença febril, caracterizada pela infecção de linfócitos T e surgimento de vesículas pruriginosas na pele o O vírus pode estabelecer latência nos gânglios nervosos o Normalmente auto-limitada com desaparecimento dos sintomas em 7 dias - Herpes Zoster o Reativação após latência do vírus que havia causado, inicialmente, a varicela o Típico de idosos e indivíduos imunocomprometidos o Formação de vesículas com distribuição dermatomal o Dor aguda e severa o Reativação associada à senescência do sistema imune o Tratamento: acyclovir e drogas de terceira e quarta gerações Aula 7 – Orthomixoviridae, Paramixoviridae e Togaviridae Orthomixoviridae e Paramixoviridae - Relacionados à doenças do trato respiratório - Diagnóstico não é importante para o tratamento, mas sim para diagnóstico diferencial - Porta de entrada: trato respiratório superior - Via de disseminação: célula a célula - Alvo: trato respiratório inferior - Invasão: o vírus fluidifica o muco (coriza) o Em crianças pode reduzir capacidade respiratória o Em idosos, a perda da elasticidade reduz a eliminação o Espirro aumenta a eficiência de disseminação do vírus Orthomixoviridae - Influenza A, B, C - RNA (-) segmentado o permite rearranjos - Replicação nuclear - Hospedeiros: homem, aves, suínos - Os vírus são diferentes dos outros pelas hemaglutininas (HA) e neuraminidases (NA) - A molécula de hemaglutinina possuiu uma região conservada que irá reconhecer o receptor do hospedeiro - Regiões mutáveis são importantes o Necessidade de anticorpos diferentes o Mudando apenas um aminoácido da HA, o vírus é capaz de escapar do sistema imune - Modificações antigênicas o Modificações da hemaglutinina e neuraminidase com o tempo o Mutações pontuais no gene ou troca com outro subtipo o Impacto depende da extensão da modificação - O vírus é pleomórfico: composto d emembrana celular e estável em matéria orgânica (sangue, secreção etc) - A estabilidade do vírus é importante na produção de vacinas - Modificações antigênicas o Shift Grande mudança: e.g. H1 para H2 o Drift Pequena mudança: aminoácidos Infecção 1. Ligação da HA a um receptor celular específico 2. Formação de um fagolisossoma 3. Vírus se funde com a membrana 4. Migração para o núcleo 5. Síntese de proteínas virais o Conhecimento das proteínas importante para desenvolvimento de fármacos - A lise de células gera um quadro toxêmico devido à liberação de enzimas intracelulares e produção de citocinas por células do sistema imune - Dentro do fagolisossomo, a modificação do pH é importante para a ativação de enzimas que clivam a neuraminidase e ativam a proteína de fusão - Células que perderam revestimento por muco são mais susceptíveis à infecção Até hoje, a droga mais eficiente age na neuraminidase: TAMIFLU Sinais e Sintomas - Febre (devido à citocinas), mialgias, cefaleia, fotofobia, lacrimejamento, tosse seca, coriza - Complicações: pneumonia, infecção secundárias bacterianas Ciclo do H5N1 Influenza vírus - Aves domésticas, suínos e humanos são hospedeiros terminais o Aves possuem um tipo de receptor, homem outro e suínos os dois tipos o Vírus pode passar da ave para o homem através dos porcos o Algumas pessoas podem se contaminar direto das aves (receptores alveolares), mas somente após inalar grande quantidade de vírus (confinamento facilita contaminação) Fatores de Patogenicidade - Baixa virulência: contamina o TR e se multiplica no TGI - Alta virulência: contamina TR e se multiplica em todo o corpo o A HA nesse caso possui uma região rica em cargas positivas, que é mais facilmente clivada por enzimas celulares, facilitando a fusão e aumentando a virulência Vacinas - Inativada o Intramuscular, trivalente o Vírus e subunidades dos tipos prevalentes o Imunidade por 1 ano ou menos - Atenuada o Intranasal o Trivalente o Imunidade por 1 ano o Desencadeia todas as respostas que o microorganismo patogênico desencadearia o Produção de IgA Grupos de Risco - Doenças crônicas (pulmonar, renal, hepática, neurológica) - Imunossupressão - Diabetes melitus - Grávidas - Idosos acima de 66 anos - Crianças com menos de 5 anos Tratamento - Bloqueadores de M2 (desnudamento) o Amantadina e rimantadina - Bloqueadores da neuraminidase (liberação) o Zanavir e oseltamivir (tamiflu) Paramixoviridae - Caxumba, Sarampo, Hendra, Parainfluenza - RNA (-) não segmentado - Replicação no citoplasma - Hospedeiros específicos - A proteína de fusão fica exposta e a neuraminidase fica abaixo da hemaglutinina - Para infectar, basta o contato com a célula - Proteína M é importante para estabilizar o vírus - As espículas do vírus expostas na membrana hospedeira podem induzir resposta imunológica - Precisam passar pela corrente sanguínea para atingir órgãos alvos Parainfluenza - Trato respiratório superior o Resfriado e dor de garganta - Trato respiratório inferior o Bronquiolite e pneumonia - Incubação de 1 a 7 dias Caxumba - Doença viral aguda transmitida pelo trato respiratório - Órgãos alvos são a parótida e os testículos - Homem é o único reservatório - Rapidamente inativo por calor e luz UV - Patogênese o Entrada pelo TR o Replicação na nasofaringe e linfonodos o Viremia primáriao Glândula salivar o Viremia o Vírus na urina No testículo, compressão dos ductos seminíferos pode causar esterilidade No pâncreas, há disfunção celular, causando hiperglicemia - Características clínicas o Incubação ~15 dias o Fase prodrômica não específica Febre branda, cefaleia, mal-estar, mialgia o Parotidite em 30-40%, 20% assintomáticos o Sintomas respiratórios especialmente em crianças pré-escolares - Complicações o Envolvimento do SNC, surdez, orquite (inflamação testicular) - Vacina o Vírus vivo, 95% eficácia, imunidade permanente, administrada com sarampo e rubéola (MMR) Pneumovirus – Virus respiratório Sincicial (VRS) - Bronquiolite e pneumonia - Febre, nariz escorrendo, tosse - Contaminação por secreções respiratórias, objetos e superfície Sarampo – Morbilivirus - HA é importante antígeno de superfície - Um tipo antigênico - Rapidamente inativado pelo calor e luz - Transmissão respiratória - Patogênese o Entrada pelo TR o Replicação na nasofaringe e linfonodos regionais o Viremia primária: 2-3 dias após infecção o Viremia secundária: 5-7 dias após exposição, com disseminação - Período prodrômico o Febre 38 graus, crescente o Tosse, coriza, conjuntivite o Sinal de Koplik: vesículas na boca que depois assumem aspecto petequial - Período exantemático o 2-4 dias após fase prodrômica o Exantema se torna confluente, erupções cutâneas - Complicações o Diarreia, otite média, pneumonia, encefalite - Diagnóstico o Isolamento do vírus (nasofaringe, urina) o Aumento dos níveis de IgG (EIA, HA), IgM anti-sarampo - Vacina o Vírus vivo, 2 doses, junto com caxumba e rubéola (MMR) o 2-5% não respondem a primeira dose o Indicação: crianças > 12 meses - Vírus é carreado por linfócitos e pode causar lesão degenerativa no SNC = panencefalite esclerosante do SNC - Não se multiplica no SNC, mas lesa as células Togaviridae – Rubéola - Genoma não segmentado (+ estabilidade) - RNA vírus - Único tipo antigênico - Inativado por agentes químicos, baixo pH, calor e luz UV - Trasmissão pelas vias aéreas - Síndrome da rubéola congênita o Catarata e cegueira epidêmica em filhos de gestantes com rubéola no primeiro semestre o Afeta formação do SNC, surdez, defeito cardíaco, retardo mental o Pode causar morte fetal ou parto prematuro o Crianças podem transmitir o vírus por 1 ano ou mais - Patogenia o Transmissão pelas vias aéreas o Replicação na nasofaringe e linfonodos o Viremia 5-7 dias após infecção com disseminação Infecta placenta e feto - Sintomas o Prodrômico Febre baixa (>37.2) o Característicos Aparecimento abrupto de eczantema maculopapular generalizado Infartamento de um gânglio occipital - Complicações o Artralgia ou artrite o Púrpura trombocitopênica - Diagnóstico laboratorial o Isolamento do vírus (urina, nasofaringe) o ELISA: IgG contra rubéola em teste sorológico o Detecção anti-IgM no soro - Vacina o Vírus vivo o Eficácia de 95% o Administrada com sarampo e caxumba (MMR) Aula 8 – HIV - Retrovírus o Envelopados o RNA de polaridade positiva o Polimerase de DNA dependente de RNA Transcriptase reversa - Capsídeo com duas cópias idênticas do genoma de RNA - Transcriptase reversa, integrase e protease o Protease é importante para o amadurecimento do vírus - Genoma o gag: capsídeo, matriz e proteínas de ligação do ácido nucleico o pol: polimerase, protease e integrase o env: gliccoproteínas o Vírus pode realizar recombinação de qualquer segmento de seu genoma Patogênese o Tropismo viral por células que expressam CD4 e macrófagos o Resposta por anticorpos: ineficaz devido à mutações Formada contra gp120 Inserção pode provocar hibridização do DNA viral durante proliferação de T CD4 o Células T CD8 dependem das T CD4 o gp120 se liga a CD4 e a CCR5 ou CXCR4 (co-receptores) o gp41 responsável pela invasão (fusão) através da ligação a um receptor de quimiocina - inicialmente há infecção no tecido linfoide, seguida por viremia massiva, disseminando o vírus para outros órgãos linfoides - A evolução da doença é paralela à redução de T CD4 e ao aumento da carga viral no sangue - Transmissão o Sangue, sêmen e secreções vaginais o Contato sexual, exposição a sangue e derivados contaminados via perinatal o Amamentação (uso de AZT reduz a transmissão) - Síndromes clínicas o Infecções oportunístas Protozoárias: toxoplasmose Fúngicas: candidíase, histoplasmose Virais: citomegalovírus, herpes Bacterianas: tuberculose o Neoplasias Sarcoma de Kaposi Linfoma cerebral primário - Fase aguda o Carga viral cai, nao se encontram vírus nem anticorpos - Fase crônica o T CD4 cai e viremia sobe, lise de T CD4 dissemina vírus no sangue o 1. Infecção primária 2. Sintomas de doença viral não específicos 3. Desaparecimento dos sintomas 4. Latência clínica o Não é latência viral, pois vírus se multiplica lentamente e pode ser transmitido 5. Doenças oportunistas 6. Morte Diagnóstico - Triagem o ELISA o Quimioluminescência - Exames confirmatórios o Imunofluorescência o Western-blot - Exames complementares o Carga viral o Contagem de T CD4 Tratamento - Inibidores da transcriptase reversa análogos de nucleosídios o Azidotimidina (AZT), ddC, 3TC - Inibidores da transcriptase reversa não nucleosídeos o Nevirapina, Efavirenz - Inibidores da protease o Saquinavir, ritonavir, indinavir - Inibidor de fusão o T-20 - Efeitos adversos o Intolerância Náuseas, vômitos, diarreia e dor abdominal o Toxicidade Elevacao de triglicérides, LDL, risco de AVC e de infarto - Tratamento aumenta a sobrevida e melhora a qualidade de vida - Utiliza-se pelo menos três antirrtrovirais combinados, sendo de pelo menos duas classe - Vacina o Grande variabilidade genética o Dificuldade de produção de anticorpos neutralizantes de memória o Depleção de linfócitos T CD4 F A S E A G U D A F A S E C R Ô N IC A A ID S Aula 9 – Hepatites Virais - Hepatite A – Família Picornaviridae - Hepatite B – Família Hepadnaviridae - Hepatite C – Família Flaviviridae - Hepatite D – Gênero Deltavirus Hepatite A - Não envelopado - RNA de fita simples - Polaridade positiva (ciclo rápido) - RNA monocistrônico - Multiplicação no citoplasma - Transmissão fecal-oral de alta contagiosidade Ciclo Replicativo - Entra na célula por endocitose mediada por receptor seguida por lise do endossomo - Sai por lise celular Manifestações Clínicas - Doença autolimitada, de início agudo - Período de incubação longo (15-45 dias) - Mialgia, cefaleia, febre e mal-estar - Apenas 10% apresentam hepatite e icterícia - Não leva a hepatite crônica ou a estado de portador - Apenas 0,1% da forma fulminante Sorologia - Anti HAV IgM o Produzido contra proteínas do capsídeo o Surge com sintomas iniciais e declina gradualmente o Indicativo de infecção aguda - Anti HAV IgG o Detectável na fase aguda ou convalescente precoce o Permanece por toda a vida o Promove imunidade protetora (presente em 70% população) Hepatite B - Vírus icosaédrico - Envelopado - Única molécula de DNA circular e relaxada - Parcialmente dupla fita e parcialmente fitasimples - Contém 4 ORFs o Gene P: polimerase viral o Gene C (cerne): proteína estrutural do nucleocapsídeo o Gene S: proteína de superfície o Gene X: proteína regulatória - Doença nosocomial mais frequente em profissionais de saúde - Transmissão predominantemente parenteral (transfusões e agulhas contaminadas), mas pode ocorrer por contato sexual - Capaz de se replicar no fígado e em outros tecidos (pâncreas, rins...) Formas Clínicas - Carreador assintomático, Hepatite, Cirrose, Carcinoma hepatocelular Ciclo Replicativo - Entra na célula por fusão do envelope com a membrana - Entra no núcleo e libea DNA circular - DNA é todo transformado em fita dupla e transcrito a RNA - RNA é empacotado em capsídeos e transcrito a DNA por TR - Sai por brotamento Manifestações Clínicas - Início mais insidioso e curso clínico mais prolongado - Incubação de 40-180 dias - Doença Aguda o Incubação o Fase prodrômica (ou pré icterícia) o Fase ictérica (urina escura – bilirrubina, fezes claras, dor) o Convalescência - 60-80% de assintomáticos - 90-98% cura espontânea - 2-10% infecção crônica (cirrose e carcinoma hepatocelular) Sorologia - HBsAg (antígeno de superfície) o Presente tanto na fase aguda quanto na crônica o Ausente em indivíduos curados o Anti-HBs Pode persistir muitos anos Confere imunidade - HBcAg (antígeno de cerne) o Anti-HBc IgM Infecção aguda ou recente Declina sem correlação com cura ou cronificação o Anti-HBc IgG Surge na fase convalescente e persiste por toda a vida - HBeAg (proteína proveniente da ORF C, não presente no vírus) o Surge na hepatite aguda e pode estar presente na crônica ativa Proteína produzida durante a replicação ativa do vírus Indicador de risco de transmissão o Anti-HBe Primeiro sinal de recuperação Menor risco de contágio Tratamento - Interferon-alfa-1b - Lamivudina - Adefovir dipivoxil Hepatite C - Única fita de RNA polaridade positiva - Envelopado - Codifica única poliproteína que é clivada posteriormente - Não se replica em cultura de tecidos ou animais experimentais - É a hepatite pós-transfusional mais frequente - Responsável pela maioria dos caso não A, não B - Transmissão parenteral, podendo ser sexual - Não há vacina Manifestações clínicas - Maioria assintomática - Incubação de 4 a 20 semanas - Cronificação em 50-60% dos casos e, destes, 20-25% desenvolvem cirrose Sorologia - Anti-HCV o Longo período entre infecção e soroconversao (6 meses) o Imunodrepimidos podem ter ifecção sem anticorpos detectáveis o Doenças autoimunes e outros flavivirus podem resultar em falso positivo - PCR: mais confiável Hepatite D - Menor patógeno humano conhecido - Envelopado, nucleocapsídeo amorfo, não icosaédrico - RNA circular polaridade negativa - Codifica apenas duas proteínas a partir de 1 ORF (Capsídeo e polimerase) - É um vírus defectivo o Necessita co-infecção do vírus HBV (proteínas do envelope) - Transmissão parenteral (exposição múltipla) Formas Clínicas - Coinfecção: HDV aguda + HBV aguda - Superinfecção: HDV aguda + HBV crônica Aula 10 – Picornavirus - Com capsídeo, não envelopado - RNA de fita simples, positivo - Replicação citoplasmática - Uma ORF - Proteína viral VPg impede degradação do genoma no citoplasma Poliovírus (poliomelite) - Enterovírus (RNA) - Vírus eliminado pelas fezes, erradicação num futuro próximo - Três sorotipos - Imunidade heterotípica reduzida entre sorotipos - Rápida inativação por calor, formaldeído, cloro - Infecção fecal-oral, único reservatório é o homem Patogênese - Ingestão - Replicaçõ na faringe, TGI, linfonodos regionais - Disseminação pela corrente sanguínea - Alvo: SNC – vírus distribuído ao longo das fibras nervosas o Destruição de neurônios motores - Maior parte é assintomática, meningite asséptica, ~ 1% paralisia Vacina - Inativada (por formaldeído) o Contém os 3 sorotipos o IgA baixo o Duração desconhecida - Atenuada o Contém 3 sorotipos o 3 doses são necessárias A cada dose 1 sorotipo coloniza o TGI e induz imunidade o Eliminado nas fezes por até 6 semanas o IgA alto o Duração permanente Rinovirus - Infecção aguda do TR o Otite média o Sinusite o Laringite - Complicação o Asma o Fibrose cística o Bronquite crônica Deve ser feito diagnóstico diferencial de outros vírus que infectam TR Gastroenterites Virais 1. Rotavirus 2. Adenovirus entéricos 3. Calicivírus: norovírus 4. Astrovírus Rotavirus - Linhagens humanas e animais - Capsídeo icosaédrico formado por 3 camadas proteicas - Não envelopado - RNA dupla-fita segmentado - Grupos A (infecções mais comuns), B (epidemias na China) e C (diarreias esporádicas em crianças de todo mundo - Replicação 1. Transcrição do mRNA via RNA polimerase 2. Tradução das proteínas do capsídeo 3. Replicação de mRNA e empacotamento no nucleocapsídeo imaturo. 4. Replicação dos segmentos do mRNA para formar dupla-fita - Vírus estável no ambiente, resistênte a detergentes - Susceptível a etanol e formol - Reaaranjos entre segmentos VP4 e VP7 podem gerar 448 combinações - NSP4 é enterotoxina viral - Patogênese o Células alvo são os enterócitos maduros dos vilos intestinais o Penetra na célula via endocitose o Replica-se no citoplasma o Provoca vômitos, diarreia (desidratação) o Sintomas duram por ~ 7 dias o Em imunocomprometidos pode gerar infecção sitêmica o É a principal causa de hospitalização infantil associada a diarreia o Anticorpos a partir dos 3 anos de idade o Transmissão fecal-oral, fômites - Diagnóstico o ELISA (grupo A): detecção de antígenos nas fezes o Microscopia eletrônica para rotavírus não A o Sorologia e eletroferotipos para estudos epidemiológicos - Tratamento o Reidratação oral ou venosa - Prevenção o Lavagem de mãos e desinfecção de superfícies - Vacinas o Primeira Vacina (Rotashield) Viva, tetravalente Retirada do mercado por risco de intussuscepção Entrada de um segmento de um órgão oco em outra parte do mesmo órgão o Rotarix Monovalente G1P8 Vacina viva, oral 85% de eficácia na prevenção de doença severa o Rota Teq Pentavalente originada de recombinação bovino-humano 100% de eficácia na prevenção de doença severa Vacina viva, oral Aula 1 – Princípios de Virologia Aula 2 – Patogênese Viral Aula 3 – Diagnóstico Viral Aula 4 – Vírus Oncogênicos Vírus Oncogênicos Humanos mais comuns Aula 5 – FLAVIVIRUS (dengue, febre amarela e febre do oeste do nilo) Aula 6 – Herpesvírus Aula 7 – Orthomixoviridae, Paramixoviridae e Togaviridae Aula 8 – HIV Aula 9 – Hepatites Virais Aula 10 – Picornavirus
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