Agentes Virais Infecciosos - Virologia Básica

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VIROLOGIA BÁSICA
Aula 4: Agentes virais infecciosos
Tema da Apresentação
Agentes virais infecciosos - Aula 04
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Até meados do século XX, os vírus eram considerados os representantes mais simples da escala biológica. A descoberta dos RNAs satélites e dos viroídes por volta de 1970 foi surpreendente, pois comprovou-se a existência de uma nova classe de moléculas auto-replicativas ainda mais simples, denominada agentes subvirais. 
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Há indícios de que os viroídes e virusoídes (que formam uma classe de RNAs satélites) teriam feito parte do “Mundo de RNA” (que precedeu o mundo atual baseado no DNA e proteínas), podendo ser considerados fósseis moleculares dessa era antiga. 
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A simplicidade desses agentes subvirais e o fato de que a molécula de RNA deve interagir diretamente com fatores do hospedeiro para o desenvolvimento do seu ciclo infeccioso colocam esses patógenos como um modelo para o estudo de processos metabólicos celulares.
Além desses agentes subvirais, identificaram também os príons.
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Os príons são agentes infecciosos que causam um grupo de doenças neurodegenerativas, invariavelmente fatal mediada por um mecanismo inteiramente novo. Doenças de príon pode se apresentar como doenças genéticas, infecciosas ou esporádicas, as quais envolvem 
modificação da proteína príon 
(PrP), um componente normal 
das células de mamíferos.
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Conteúdo Programático desta aula:
•	Agentes subvirais;
•	satélites, viroides e príons; 
•	Doenças causadas por príons;
•	Relacionação dos vírus com as células hospedeiras.
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Os vírus, como já estudamos, são parasitas intracelulares obrigatórios, ou seja, dependem de uma célula viva para se replicarem. E, são capazes de infectar basicamente qualquer organismo vivo. No entanto, existem algumas especificidades para que eles consigam infectar um determinado organismo.
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BACTERIÓFAGOS 
Os bacteriófagos (também conhecidos como fagos) são vírus que infectam somente organismos procariotos (bactérias), podem apresentar o genoma DNA ou RNA (figura 1 e 2). Todos os bacteriófagos 
apresentam apenas o 
nucleocapsídeo (genoma 
e capsídeo), não existindo
formas envelopadas. 
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Os mais estudados são os que infectam a bactéria intestinal Escherichia coli, conhecida como fagos T. Cada tipo de bacteriófago só pode replicar numa espécie bacteriana específica ou estirpe.
A reprodução ou replicação dos bacteriófagos, assim como os demais vírus, ocorre somente no interior de uma célula hospedeira.
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A reprodução ou replicação dos bacteriófagos, assim como os demais vírus, ocorre somente no interior de uma célula hospedeira.
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Existem basicamente dois tipos de ciclos reprodutivos: o ciclo lítico e o ciclo lisogênico. Esses dois ciclos se iniciam quando o vírus adere-se à superfície da célula hospedeira e introduz na célula o material genético viral. A partir desse momento, começa a diferenciação entre o ciclo lítico e o ciclo lisogênico. 
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Ciclos Reprodutivos
dos Bacteriófagos
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Sob determinadas condições, naturais ou artificiais, tais como: radiação ultravioleta, raios-X ou certos agentes químicos, uma bactéria lisogênica pode transformar-se em não lisogênica e iniciar o ciclo lítico.
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VÍRUS DE PLANTAS
A imensa maioria dos vírus de plantas tem como material genético o RNA e não possui envelope, mas existem vírus não envelopados de DNA e vírus envelopados de RNA. O primeiro vírus que foi descoberto foi o vírus do mosaico do tabaco. 
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Esse vírus provoca uma doença caracterizada por mosaicos de manchas verde-claras ou amarelas, de diversos tamanhos, nas folhas ou na planta toda. A maioria das doenças vegetais é causada por vírus. São conhecidos pelo menos 1000 tipos de doenças virais em plantas, provocadas por aproximadamente 400 tipos desses organismos.
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Geralmente, o contágio se dá de uma planta para outra, por enxertos, disseminação de pólen e sementes, ou mesmo por meio de vetores. Há, ainda, a possibilidade de um vegetal ser contaminado pelo simples contato mecânico. 
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Os principais sintomas verificados nas plantas causadas por doenças virais são: diminuição da fotossíntese, síntese proteica, respiração, compostos fenólicos e agentes controladores do crescimento; essas doenças levam como consequência o aparecimento de manchas, alterações dos órgãos afetados, necrose, redução da produtividade, e retardo do crescimento da planta. Com isso, pode levar a grandes prejuízos econômicos.
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VÍRUS DE ANIMAIS
Os vírus de animais podem apresentar o genoma DNA ou RNA, envelopados ou não. A maioria ao infectar uma célula animal, penetra nela com o nucleocapsídeo, diferente dos bacteriófagos, que só injetam o ácido nucleico. Se o vírus for envelopado, o envelope incorpora-se à membrana plasmática da célula hospedeira, ou membrana do endossoma (quando o vírus for endocitado). No interior da célula o capsídeo se desmonta e libera o genoma viral.
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As seguintes situações podem ocorres, dependendo o tipo de ácido nucleico do vírus:
1-	Quando o genoma é DNA, o processo de transcrição e tradução é o tradicional: 
DNA ----- RNA----- síntese de proteínas
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2-	Quando o genoma é o RNA, duas situações podem ocorrer, dependendo do tipo de vírus:
a.	O RNA é transcrito em várias outras moléculas de RNA, que passarão a comandar a síntese de proteínas: 
RNA-------RNA------síntese de proteínas
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b.	O RNA é inicialmente transcrito em DNA por meio de uma enzima especial denominada transcriptase reversa, inativa no vírus, mas que se torna ativa na célula hospedeira. Uma vez formadas as moléculas de DNA da célula e podem ser transcritas em moléculas de RNA, que passarão a comandar a síntese proteica: 
 RNA-------DNA-------RNA-----síntese de proteínas
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Enquanto estudavam as doenças de plantas e animais, os virologistas descobriram alguns agentes infecciosos incomuns denominados viroides e príons que possuem alguns atributos dos vírus. Entretanto, a estrutura destas partículas difere drasticamente dos vírus.
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VIROIDES
Os viroides do tubérculo da batata foram descobertos em 1971 e foi o protótipo do menor agente de ácido nucleico capaz de causar doenças infecciosas. Os viroides não apresentam capsídeo, possuem uma pequena 
molécula de RNA
fita-simples que
podem se replicar automaticamente
quando introduzidos mecanicamente
dentro de plantas hospedeiras. 
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Infecções causadas por alguns viroides provocam doenças economicamente importantes em plantas cultivadas, enquanto outras parecem ser benignas, apesar da presença disseminada no mundo das plantas. Dois exemplos de viroides economicamente importantes são os viroides que infectam coqueiros, o agente de uma infecção letal para as palmas do coqueiro, e viroides que infectam a casca da maçã, causam um dano na casca das maçãs que fazem com que fiquem com aspecto desagradável.
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Os viroides são classificados nas famílias Avsunviroidae (viroides grupo A) e Pospiviroidae (viroides grupo B).
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As moléculas de RNA fita-simples circular de todos os viroides variam de 246 a 399 nucleotídeos de comprimento. Até o momento, não existe evidências de que os viroides sejam capazes de codificar proteínas ou RNAm. Ao contrário dos vírus que são parasitas da maquinaria de tradução (síntese de proteínas), os viroides são parasitas da maquinaria de transcrição de proteínas (síntese de RNAm): eles dependem da RNA polimerase II para replicação. 
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Várias moléculas de viroides do grupo A bem estudadas são ribozimas funcionais (as ribozimas são moléculas de RNA que possuem a capacidade de atuar como catalisadores, ou seja, de diminuir a energia de ativação de uma reação de forma específica) e esta atividade é essencial para a replicação. 
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Nas moléculas de RNA de viroides do grupo B não apresentam atividade de ribozimas, e assim requerem uma atividade de ribonuclease do hospedeiro para sua replicação. Em geral, a replicação ocorre no núcleo, e a maioria dos viroides pode ser encontrada no nucleoide da célula infectada.
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SATÉLITES
Os satélites são uma pequena molécula de RNA fita-simples, que faltam os genes necessários para a replicação, mas precisam da presença de outro vírus (vírus auxiliar). Ao contrário dos viroides, o genoma do satélite codifica para uma ou duas proteínas. Os genomas de satélites típicos variam entre 5000 a 2000 nucleotídeos ode RNA fita-simples. 
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São reconhecidas duas classes de satélites: vírus e ácidos nucleicos. Vírus satélites são partículas distintas que foram descobertas em preparações de seus vírus auxiliares. Essas partículas defectivas (“defeituosas”) contêm genomas que codificam uma proteína estrutural envolvida na formação de seu capsídeo. 
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Vírus satélites não são derivados do vírus auxiliar; seus genomas não têm homologia com o genoma do vírus auxiliar. Ácidos nucleicos satélites (algumas vezes chamados de virusoides) são empacotados pelas proteínas de capsídeo codificadas pelos genomas do vírus auxiliar. 
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A maioria dos satélites conhecidos são associados com vírus de plantas, mas um bem conhecido exemplo de satélite de humanos é o vírus satélite da hepatite Delta com seu auxiliar, vírus da hepatite B. O vìrion satélite Delta é formado pelo nucleocapsídeo empacotado um envelope contendo os antígenos do auxiliar, vírus da hepatite B. Na plantas, os satélites e vírus satélites causa sintomas de doenças que não são observadas no vírus auxiliar sozinho.
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PRÍONS
Existe um grupo de doenças infecciosas transmissíveis e crônicas do sistema nervo que mostra efeitos patológicos comuns e são invariavelmente fatais. Sua patologia lembra doenças amiloides tais como síndrome de Alzheimer e para distingui-los de condições tais, eles são conhecidos como Encefalites Espongiformes Transmissíveis (EET). 
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O registro mais antigo de EET data de vários séculos, quando uma doença chamada Scrapie foi observada pela primeira vez em ovinos. As EETs foram por muito tempo consideradas como sendo causadas por vírus, as primeiras dúvidas sobre a natureza do agente infeccioso envolvido nas EETs surgiu nos anos de 1960. 
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Em 1982, Stanley Prusiner utilizou o termo PRÍON (do inglês, Proteinaceous Infectious Particle) para designar um novo "agente" infeccioso responsável pelo Scrapie. Através de experimentos, Prusiner observou que o "agente" do Scrapie era desprovido de ácidos nucleicos e resistente às proteases (enzimas que quebram proteínas). Tratava-se, então, do primeiro "agente" infeccioso de natureza proteica. Graças ao seu trabalho que levou à descoberta dos príons, o cientista estadunidense Stanley Prusiner recebeu o prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia em 1997. 
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Apesar dos grandes avanços nas pesquisas em torno desta proteína, ainda existem muitas incertezas. Uma das proteínas produzidas normalmente pelos genes de todos os animais é a proteína príon celular (ou PrPc). Esta proteína atua nas células nervosas e, em condições normais, não provoca nenhum dano ao organismo. 
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Os Príons são encontrados em duas isoformas: o príon celular (PrP ou PrPc) que é associada a eventos fisiológicos e o príon scrapie (PrPsc), que está associado a neurotoxicidade. A PrPc pode ter sua estrutura alterada, formando uma proteína modificada, chamada PRÍON. Os príons são capazes de provocar a alteração da conformação de PrPc normais, transformando-as em outros príons.
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Este processo gera uma reação em cadeia que produz mais e mais príons. A forma como isso ocorre ainda não está clara para os cientistas. Embora o mecanismo molecular envolvido na morte celular seja obscuro, é esse efeito espongiforme que dá o seu nome, devido essa característica espongiforme (com aspecto de “buracos”) levam a perda neuronal. 
 
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O diagnóstico definitivo de EET não pode ser feito pelos sintomas clínicos somente e requer demonstração da proteína priônica (PrPsc) através de coloração de imunohistoquimica do tecido cerebral pós-morte.
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A Doença de Creutzfeldt-Jakob (DCJ) é uma desordem cerebral caracterizada por perda de memória, tremores, desordem na marcha, postura rígida e ataques epilépticos, e paralisia facial que dá a impressão de que a pessoa está sempre sorrindo (contração muscular involuntária) devida a uma rápida perda de células cerebrais causada por uma proteína transmissível chamada príon. 
Doença de Creutzfeldt-Jakob
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A doença incide em todas as populações humanas com um incidência típica da doença de 1 caso para 1.000.000 de habitantes por ano. Normalmente aparece na meia-idade com o pico de incidência entre 50 a setenta anos. As duas manifestações
cardinais são demência rapidamente progressiva e mioclonia (contrações musculares repentinas involuntárias).
Além da doença de Creutzfeldt-Jackob (CJD), Prusinser aponta como possivelmente relacionadas com o metabolismo do prion, as seguintes doenças: 
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Há uma forte suspeita e que a ingestão de carne contaminada, ou mesmo o simples contato direto com tecidos infectados, pode produzir nos seres humanos uma variante da doença Creutzfeldt-Jackob (vCJD). A vCJD acomete pessoas jovens, com menos de 30 anos de idade. 
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Os primeiros sintomas são depressão e ansiedade, evoluindo, à medida que a infecção avança no sistema nervoso central, para perda da memória, alucinações, alterações no humor, demência progressiva, falta de coordenação motora e perda da visão. Com sintomas mais graves que evoluem à morte em um período máximo de 14 meses após o aparecimento dos sintomas.
Até o momento não há tratamento, apenas sintomático.
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RELAÇÃO VÍRUS E CÉLULAS HOSPEDEIRAS
Diferente de outros organismos, os vírus são replicados somente quando a célula hospedeira, sob o controle genético do vírus, está capacitada para isto. A interação vírus-hospedeiro é a chave para muitos aspectos das doenças virais.
A figura acima mostra a interação do vírus da influenza com a célula hospedeira, ligação das hemaglutinas (espículas) ao ácido siálico.
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Interações importantes ocorrem tanto a nível celular quanto no organismo como um todo. O organismo hospedeiro dispõe de mecanismos de defesa contra a infecção, incluindo barreiras naturais e o sistema imune. A nível celular, a capacidade do vírus de penetrar no corpo, por uma determinada via e infectar um tipo específico de célula, terá influencia sobre o tipo de doença associada.
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As propriedades físicas dos vírus, que os torna capazes ou não de infectar o organismo por uma dada rota, assim como a presença de receptores na superfície da célula, é necessária para que eles possam penetrar na célula. Um vírus precisa sobrepor as defesas do hospedeiro para produzir doença. Em alguns casos, a resposta imune do hospedeiro também contribui para a doença, causando-lhe danos.
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Nesta aula vimos:
Os vírus são capazes de infectar uma variedade de organismos vivos;
A diferença entre os agentes patogênicos subvirais e os príons;
A relação vírus e células hospedeiras.
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A Psicologia e sua importância nas relações humanas 
A Psicologia e sua importância nas relações humanas