interacao virus celula

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Universidade Federal Fluminense
Departamento de Microbiologia e Parasitologia
Disciplina de Virologia
Prof. Marcelo de Lima
Características gerais dos vírus
• Menores e mais simples microorganismos
• Genoma DNA ou RNA envolto por proteínas
• Só replicam no interior de uma célula (parasitas intracelulares)
• A progênie viral é formada pela associação dos componentes
• Unidade: partícula vírica, partícula viral, vírion
• Ultramicroscópicos: 15nm (circovírus) – 450nm (poxvírus)
• Por quê são intracelulares obrigatórios?
“Os vírus não possuem a maquinaria necessária para a produção de 
energia metabólica e síntese protéica e, por isso, necessitam das 
funções e do metabolismo celular para se multiplicar.”
ESTRUTURA VIRAL
Genoma
Capsídeo
Envelope
Vírion sem envelope Vírion com envelope
Proteínas e Glicoproteínas
RetrovírusAdenovírus
ESTRUTURA DA PARTÍCULA VIRAL
GENOMAS VIRAISDNA RNA
Cadeia Simples
Cadeia Dupla
Circular
+ ou -
Segmentado
Cadeia dupla segmentado
• Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV)
Maior vírus descrito (2003)
1.2 Mpb – 750nm
Contém DNA e RNA
Visível ao microscópio ótico
EXCEÇÕES E CURIOSIDADES !!!
• Sputnik virus (virófago)
“Definições são baseadas em dados e ferramentas disponíveis 
em um determinado momento.” (Karl Popper, Nat. Rev., 2008)
 Capsídeo icosaédrico
Simetria do capsídeo
Capsídeo helicoidal
Simetria do capsídeo
RNAm
Proteína
1. Adsorção
2. Penetração e 
desnudamento
3. Transcrição 
e/ou tradução
4. Replicação 
do genoma
5. Morfogênese
6. Egresso
Etapas da replicação viral
Patogenia das infecções virais
Conjunto de mecanismos pelos quais os vírus 
produzem doença em seus hospedeiros
Determinada pela combinação entre os efeitos 
diretos e indiretos da replicação viral e a resposta 
do hospedeiro à infecção
Interação Vírus - Célula
 Suscetibilidade celular  receptores (tropismo)
 Permissividade celular  replicação do vírus na célula
Vírus Receptor
Adenovírus
Coronavírus humano
Influenza A e B
Parainfluenza
Sarampo
Parvovírus B19
HIV
Raiva
Integrinas
Aminopeptidase N
Ácido siálico
Ácido siálico
CD-46
Ag P
CD-4
Receptor de acetilcolina
Receptores celulares para os vírus
Alterações podem ocorrer em qualquer etapa do ciclo replicativo
 Desprendimento celular da superfície de contato (in vitro)
 Produção de canais iônicos (M2 Influenza)
 Interferência com transcrição, processamento e transporte de 
RNAm celular (Ex: adenovírus, herpesvírus)
 Degradação de RNAm celular (Ex: influenza e poxvírus)
 Alteração da especificidade da maquinaria celular de tradução 
(Picornavírus)
Interações vírus-célula
 Inibição da síntese de DNA celular 
 Estimulação para célula entrar na fase S (papilomavírus)
 Interferência com mecanismos celulares de modificação, localização 
e maturação de proteínas
 Alteração da estrutura de membranas celulares
 Aumento de permeabilidade celular
 Desorganização ou ruptura do citoesqueleto
 “Corpúsculos de inclusão”
Interações vírus-célula
Efeito citopático (ECP)
Efeito da replicação de um rinovírus sobre o epitélio 
traqueal bovino cultivado in vitro (explant culture)
Vírus não citopáticos
Corpúsculos de inclusão
Transformação celular
Indução / Inibição da Apoptose
Patologia em nível de hospedeiro
1. Penetração e replicação primária
2. Infecções localizadas X generalizadas
3. Localização das infecções
Portas de Entrada Gênero
Pele mordedura de animal 
picada de artrópode 
inoculação por seringas 
abrasão 
Rabdovírus Arbovírus
Retrovírus 
Papilomavírus
Mucosas
Trato respiratório contato direto
aerossóis
Ortomixovírus
Paramixovírus
Trato gastro-intestinal ingestão Rotavírus
Coronavírus
Trato genital contato sexual
inseminação artificial
Herpesvírus
Conjuntiva Adenovírus
Transmissão vertical via placenta Parvovírus
INFECÇÕES LOCALIZADAS
 Limitadas às proximidades do sítio de penetração e 
replicação primária
 Não fazem viremia
 Exemplos:
 Papilomavírus
 Coronavírus entéricos e rotavírus
 Rinovírus
 Raiva
INFECÇÕES SISTÊMICAS
 Disseminação hematógena (livre / assoc. à células)
 Disseminação nervosa
 Replicação local → transporte ate linfonodos 
regionais pela linfa ou no interior de células 
fagocíticas → sangue
Resposta do hospedeiro contra as 
infecções virais
- Imunidade ou resistência às infecções víricas: Atuação
integrada das respostas imune inata e adquirida
- Resposta imune inata (rápida, inespecífica)
- Resposta imune adquirida (lenta, específica, memória)
- As duas formas de resposta estão interligadas:
Células dendríticas
Eventos imunológicos após infecção viral
- Também chamada de natural ou inespecífica
- Barreiras naturais de proteção
- Mediada por diferentes células e moléculas
- Características peculiares:
1. Atua imediatamente após o contato com o agente
2. Não discrimina diferentes tipos de antígenos
3. Não possui memória imunológica
Resposta imune inata
Receptores Toll-like (TLRs)
 Família de proteínas transmembrana
 Reconhecem PAMPs (pathogen-associated molecular pattern)
 Localizados na membrana plasmática ou ancorados na 
membrana interna do endossoma
 Estimulam a resposta imunológica (IFN, TNF, IL-6, IL-8)
 ssRNA (TLR-7, TLR-8), dsRNA (TLR-3), DNA (TLR-9), 
proteínas específicas (TLR-2 e TLR-4)
Ativa Rnase L e
PKR – eIF2
Indução e principais funções do IFN-I 
na resposta inata
Papel do IFN-I na resposta específica
1. Indução da expressão de moléculas do MHC-I
2. Ativação das células dendríticas
3. Estimulação da proliferação de LT de memória
4. Estimulação da produção de IFN-γ por CTL e DCs
5. Participação da diferenciação de linfócitos B
 Conjunto de proteínas presentes no plasma na forma 
inativa, podendo ser ativado por 3 vias:
1. Via clássica: complexo Ag-Ac (altera a estrutura da Fc)
2. Alternativa: (deposição espontânea do C3b na 
superfície dos vírions)
3. Lecitina: ligação com proteínas que se ligam a manose
Sistema Complemento
Complemento também neutraliza a 
infectividade viral
Vírus (EBV) Vírus + Ac Vírus + Ac + Complemento
Descrita em 1976; 5-10% dos linfócitos circulantes e 
não contém marcadores CD4+ e CD8+ (células nulas)
 Presentes em tecidos linfóides periféricos
 Atuam diretamente (lise) e indiretamente (IFNγ e TNF-) 
Reconhecem alterações (via KIR) como redução do 
MHC-I e perfil alterado de antígenos de superfície
 Apoptose de células infectadas 
 Possuem receptores para Fc (ADCC)
Células NK (natural killer)
- População heterogênea de células
- Células dendríticas mielóides (mDCs)
Importante função de apresentar antígenos aos 
linfócitos T e transferir antígenos aos linfócitos B
- Células dendríticas plasmacitóides (pDCs)
Principais células produtoras de IFN-I durante 
infecções virais e participam ativamente da 
estimulação das células NK
Células Dendríticas (DCs)
Papel das células dendríticas na resposta 
imune adquirida
- Principal elo entre imunidade inata e adquirida
- Especializadas em apresentação de antígenos a os LT 
- Estimulação de células Th (Thelper) resulta na ativação 
tanto da resposta celular (linfócitos T) como humoral 
(linfócitos B)
Mecanismos associados com a resposta imune inata
Macrófago
- RESPOSTA HUMORAL
Linfócitos B (plasmócitos) e anticorpos
- RESPOSTA CELULAR
Linfócitos T (CD4+) ou Th (helper ou auxiliares)
Linfócitos T (CD8+) ou citotóxicosResposta imune específica
Resposta imune celular
- Representada pela atividade dos linfócitos T
- TCD4 modulam a resposta imune 
Th1: IFN-I, IL-2, IL-12, TNF-alfa (celular)
Th2: IL-2, IL-4, IL-5, IL-10 (humoral)
- Diferenças de resposta Th1 e Th2 dependem da biologia 
de um dos diferentes tipos de vírus
- TCD8 têm função de destruir células infectadas
Resposta imune celular
- TCD8 têm função de destruir células infectadas
- Ativação dependem de 2 estímulos básicos:
1. reconhecimento peptídeo + MHC-I
2. citocinas produzidas por DCs ou Th ativados
- Linfócitos T ativados (linfócitos T citotóxicos – CTLs)
- Destroem células infectadas por perforinas/granzimas 
que levam a apoptose
- Destroem células infectadas precocemente
RE
CD4+
MHC-II
proteassomos
CD8+
MHC-I
Resposta imune humoral
- Mediada por linfócitos B e imunoglobulinas (Igs) ou 
anticorpos
- Igs são secretadas por plasmócitos
- Existem cinco classes de Igs com estruturas e funções 
diferentes (IgM, IgD, IgA, IgG, IgE)
1. Neutralização
2. Aglutinação
3. Opsonização e 
fagocitose
4. Ativação do
complemento
5. Lise mediada por
complemento
6. ADCC
7. Lise celular 
mediada por 
complemento e 
dependente de 
anticorpos
• Latência (herpesvírus)
• Variação antigênica (influenza, AIDS, hepatite C, etc)
• Integração do genoma na célula hospedeira (retrovírus)
• Indução de tolerância imunológica (BVDV)
• Interferência com funções do sistema imunológico
-
Mecanismos de evasão do 
sistema imunológico
Importante lembrar!
 The ability of a virus to replicate in a host cell can be determined by the availability 
of specific macromolecules in that type of cell
 Some of the cytopathic effects of virus infection on a host cell are caused by 
specific alterations in host-cell metabolism or structure that allow viral replication 
events. These cytopathic effects are usually not simply toxic effects of virus 
infection. Instead, viruses have evolved to manipulate the environment of the host 
cell for their own optimal replication
 Interactions of viruses with host cells may involve subtle changes in the host cell, 
and an understanding of the nature of the interactions between viral gene 
products and the host-cell molecules often provides insight into the metabolic 
processes and critical regulatory events of the host cell
Importante lembrar!
 The host cell often responds to viral infection, such as by synthesis of IFN and 
induction of apoptosis. Viruses have evolved to counter these defenses, and 
this evolutionary chess game continues
 Thus, our challenge continues to be to attempt to relate this information about 
the interactions of viruses with their host cells to the biology of viruses in their 
host organisms, and to apply this knowledge to the design of effective antiviral 
strategies