Aula de vírus e príons

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Faculdade de Ciências Médicas
Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia
Vírus – Estrutura e Multiplicação
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Histórico
 1886: Adolf Mayer demonstrou que a doença do mosaico do tabaco não era causada nem por bactéria nem por fungo.
 1892: Dmitri Iwanowski tentou isolar a causa da doença do mosaico do tabaco através de filtração e demonstrou a transmissibilidade da doença.
 1900: Foi estabelecida uma distinção entre bactérias e vírus (conhecidos como vírus filtráveis, ou seja, podiam atravessar os filtros).
 1935: Wendell M. Stanley isolou o vírus do mosaico do tabaco.
Vírus  palavra latina que significa veneno
VÍRUS DO MOSAICO DO TABACO
PLANTAÇÃO DE TABACO
PLANTA INFECTADA
Vírus
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Propriedades gerais dos vírus
 São os menores agentes infecciosos que existem, podendo medir entre 18 e 300 nm.
COMPARAÇÃO DE TAMANHO 
ENTRE UMA 
HEMÁCIA HUMANA, BACTÉRIAS
 E VÍRUS 
Os vírus foram diferenciados de outros agentes infecciosos por serem pequenos (filtráveis) e, por serem parasitas intracelulares obrigatórios.
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Tamanho dos vírus
http://vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/index.html
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VISUALIZAÇÃO ESQUEMÁTICA E POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE DIFERENTES TIPOS DE VÍRUS 
Propriedades gerais dos vírus
 Agentes causadores de infecções no homem, outros animais, vegetais e bactérias.
 Sem metabolismo próprio.
 Parasitas intracelulares obrigatórios.
 Não se multiplicam em ambientes extracelulares.
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Propriedades gerais dos vírus
Composição 
 Ácido nucléico: DNA ou RNA  fita simples ou fita dupla; lineares ou circulares.
 Capsídeo: capa protéica
 Envelope viral (presente ou não): membrana lipoprotéica (proveniente da célula hospedeira).
 Enzimas: importantes no 
processo infeccioso.
MODELO ESQUEMÁTICO (HIV) REPRESENTANDO OS COMPONENTES VIRAIS
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Propriedades gerais dos vírus
Estrutura da partícula viral 
 Virions icosaédricos
 Virions helicoidais
 Virions de estrutura complexa
 Classificados de acordo com a simetria do capsídeo
ADENOVÍRUS
(ICOSAÉDRICO)
VÍRUS DO MOSAICO DO TABACO
(HELICOIDAL)
BACTERIÓFAGO T4
(ESTRUTURA COMPLEXA)
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VIROLOGIA
 DEFINIÇÃO DE TERMOS
partícula viral = vírion
Proteínas que revestem o genoma viral = capsídeo
capsídeo + genoma = nucleocapsídeo
Alguns vírus podem conter ainda um envelope com proteínas virais associadas
Envelope: Natureza glicolipídica derivada da célula hospedeira
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 Vírion: apenas 1 ácido nucléico (para qualquer tipo de vírus)
 
 DNA ou RNA : 
fita simples (fs)
fita dupla (fd)
dupla fita parcial
Genomas virais
Propriedades gerais dos vírus
 
			DNA
Ácido Nucléico
	 
				
Fita simples
Fita dupla
RNA
Fita dupla
Fita simples
Positiva
Negativa
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SIMETRIA ICOSAHEDRICA
20 faces
12 vértices
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VIRUS DO MOSAICO DO TABACO
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SIMETRIA COMPLEXA
FAMÍLIA POXVÍRUS
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 5 TIPOS BÁSICOS DE ESTRUTURAS VIRAIS
ICOSAHEDRICO
ICOSAHEDRICO ENVELOPADO
COMPLEXO
HELÍPTICO
 HELÍPTICO ENVELOPADO
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Replicação viral
Funções essenciais que o genoma viral deve codificar
 Alterar a estrutura e/ou a função da célula infectada;
 Promover a replicação do genoma viral;
 Promover a formação de partículas virais.
REPLICAÇÃO VIRAL: FUNÇÕES DO GENOMA
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RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
PERMITEM A ENTRADA DO VÍRUS NA CÉLULA
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Replicação viral
Bacteriófagos Líticos
Lise da célula hospedeira como parte do seu ciclo de vida
Bacteriófagos Temperados
Dois ciclos de vida possíveis
Ciclo lítico (igual dos fagos líticos)
Lisogênico: incorpora seu DNA no DNA do hospedeiro
( estágio quiescente ou dormente)
Bacteriófagos – Vírus que infectam apenas bactérias
Fago T4 Fago Lambda
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			ETAPAS DA REPLICAÇÃO
Adsorção
2. Penetração
3. Desnudamento
4. Expressão gênica (transcrição e tradução)
5. Replicação do genoma
6. Morfogênese / maturação
7. Liberação
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Replicação viral
Fases do processo de infecção viral com ciclo lítico
1- Adsorção: 
 Ptns de superfície virais (Ex.: glicoptns do envelope do vírus influenza);
 Sítios receptores da célula: proteínas, polissacarídeos ou lipídeos (Ex.: CD4);
 Ligação vírus-célula é específica.
2- Penetração: 
 Injeção de ácido nucléico;
3- Biossíntese dos componentes virais
 Replicação do ácido nucléico viral;
 Produção de capsídeos para conter o ácido nucléico.
4- Maturação
 Pode ser um processo espontâneo.
5- Liberação
 Limite para a quantidade de vírus;
 Lisozima produzida na fase tardia facilita a lise.
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Replicação viral
Adsorção
Penetração
Biossíntese
Biossíntese
Maturação
Liberação
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Replicação viral
Ciclo lisogênico de bacteriófagos
Bacteriófago deve conter DNA de fita dupla para que ocorra a lisogenia.
 Adsorção e Penetração prossegue como no ciclo lítico;
 Formação do Profago: O fago insere seu genoma no genoma bacteriano e se torna um profago; a expressão dos genes do fago é bloqueada pelo repressor do fago; 
 Manutenção do Profago: O profago é duplicado como parte do nucleóide da célula hospedeira;
 Indução espontânea: O Repressor deixa de ser produzido; o genoma viral é excisado do nucleóide da célula hospedeira; o genoma duplica e os componentes do fago são produzidos; o ciclo lítico prossegue.
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Replicação viral
Adsorção e Penetração
Formação do profago
Manutenção do profago
Indução espontânea
Biossíntese
Maturação
Liberação
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Replicação viral
Tipos de penetração dos
 vírus nas células
a) INJEÇÃO DO ÁCIDO NUCLÉICO
b) ENDOCITOSE
c) FUSÃO DO ENVELOPE VIRAL
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Replicação fd DNA
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Replicação fsRNA (-)
Trazem a replicase viral (RNA polimerase)
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Replicação fsRNA (+)
Trazem a enzima viral transcriptase reversa
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Replicação viral
Liberação
BROTAMENTO DO VÍRUS HIV
Proteína do envelope
Viral
Nucleocapsídeo
Membrana Citoplasmática
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Egresso
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Brotamento
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Brotamento
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Nomenclatura e classificação dos vírus
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Nomenclatura e classificação dos vírus
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Nomenclatura e classificação dos vírus
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Nomenclatura e classificação dos vírus
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Cultivo de vírus
Como os vírus só se replicam no interior celular, o isolamento e a pesquisa de vírus dependem dos hospedeiros apropriados.
 Crescimento em cultura bacteriana em meio líquido em suspensão ou em meio sólido.
 Cultivo de vírus animais em laboratório (ovos embrionados ou animais)
 Inoculação em cultivos celulares
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Diagnóstico laboratorial das infecções virais
Coleta de material
 Infecções virais agudas → espécimes clínicos devem ser obtidos do local da doença.
 Relativa labilidade dos vírus fora do hospedeiro → usar meio tamponado, conservando por 24 horas a 4ºC.
Isolamento e identificação de vírus
 Isolamento de vírus
 Visualização do efeito citopático (ECP) por microscopia não leva à identificação, mas correlaciona o tipo de alteração com alguns grupos de vírus.
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Diagnóstico laboratorial das infecções virais
 Detecção de partículas virais antes do aparecimento do ECP → Técnicas de imunofluorescência direta ou indireta.
Sorologia
 Tipo de diagnóstico importante para vírus que não são cultiváveis ou são de difícil cultivo ou quando a amostra clínica não pode ser obtida com facilidade.
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Técnicas utilizadas:
 Fixação do complemento
 Inibição de hemaglutinação e da hemadsorção
 Ensaio imunoenzimático (ELISA)
 Immunoblotting (Western blot): pesquisa de anticorpos específicos contra proteínas virais.
Diagnóstico laboratorial das infecções virais
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Demonstração direta do vírus por microscopia eletrônica
 Metodologia mais rápida e não há a necessidade deviabilidade viral.
Diagnóstico laboratorial das infecções virais
Electron micrographs of highly purified preparations of some viruses. (a) Adenovirus. (b) Rotavirus. (c) Influenza virus. (d) Vesicular stomatitis virus.
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 A primeira droga antiviral licenciada para uso sistêmico nos EUA foi a amantadina
 Análogos de Nucleosídeos
	Acilavir - Herpesvirus
	Ribavirina - Rotavirus
	Ganciclovir - Citomegalovirus
	Trifluridina - Cerato-Herpes
	Zidovudina (AZT) - HIV
	Didanozina (ddI) e Zalcitabina (ddC)
 Inibidores Enzimáticos
	Nevirapina
	Indinavir
	Saquinavir
Drogas antivirais
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Prions
Prions  proteínas infecciosas que causam neurodegeneração em humanos e em animais.
 Stanley Prusiner, 1982 - PRoteinaceous INfectious Only particle;
 As doenças causadas por prions são chamadas de encefalopatias espongiformes;
 Doenças infecciosas, esporádicas ou genéticas;
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Prions
Agentes infecciosos que não possuem um ácido nucléico. Acredita-se que uma proteína é o agente infeccioso. 
O prion é definido como uma partícula infecciosa pequena, de natureza protéica, que resiste à inativação por procedimentos que inativam ou modificam ácidos nucléicos.
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Príons
 
REPRESENTAÇÃO DA PROTEÍNA PRIÔNICA HUMANA NORMAL (PrPc) E PATOLÓGICA (PrPSc)
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Várias evidências sugerem que o prion é uma forma modificada de uma proteína celular conhecida como PrPc.
Essa proteina é encontrada na superfície dos neurônios ligada por uma âncora do fosfolipídio glicoinositol. Acredita-se que possa funcionar na sinapse;
A forma modificada da PrPc é conhecida como PrPsc (sc de scrapie), que é relativamente resistente a proteases e acumula em vesículas no citoplasma de indivíduos doentes. 
Acredita-se que quando a PrPsc é introduzida em uma célula normal, ocorre a conversão do PrPc em PrPsc. 
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Prions
Características gerais da doença
 Confinadas ao sistema nervoso central;
 Lesão básica → vacuolização progressiva em neurônios, extensa hipertrofia e proliferação da astroglia e mudança espongiforme da massa cinzenta;
 São sempre fatais;
 Não há resposta inflamatória ou imunológica.
CORTES TRANSVERSAIS DE TECIDOS CEREBRAIS INFECTADOS
COMPARADOS COM O TECIDO NORMAL
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Tratamento
 Não existe tratamento específico para doenças causadas por prions;
 A droga ideal deveria impossibilitar a conversão do prion normal para patogênico.
Prevenção e controle
 O controle é feito pela prevenção;
 Inglaterra → evitar que produtos contaminados com BSE entrem na cadeia de consumo humano.
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Viróides
Viróides são pequenos ssRNA circulares, sem capa protéica, capazes de causar doenças em plantas. 
Acredita-se que replicam através da interação com uma RNA pol celular e causam seus efeitos patogênicos pela interferência com o metabolismo de DNA/RNA e/ou transcrição
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Estima-se 60% das doenças infecciosas são causadas por viroses, e ao redor de 15% por bactérias
FIM
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