Variabilidade genética dos vírus

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ – UFOPA 
INSTITUTO DE BIODIVERSIDADE E FLORESTAS – IBEF 
BACHARELADO EM FARMÁCIA 
GENÉTICA HUMANA 
 
 
 
 
 
 
ALLICE EVEN DA SILVA OLIVEIRA 
FRANCISCO BARBOSA DE SOUSA SEGUNDO 
JUNIOR AVELINO DE ARAÚJO 
LOURENA SUELEN LIMA VIANA 
MESSIAS CARLOS DE CARVALHO DANTAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VARIABILIDADE GÊNICA DE VÍRUS E QUEBRA DO 
EFEITO DE VACINAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SANTARÉM – PA 
AGOSTO/2013 
2 
 
ALLICE EVEN DA SILVA OLIVEIRA 
FRANCISCO BARBOSA DE SOUSA SEGUNDO 
JUNIOR AVELINO DE ARAÚJO 
LOURENA SUELEN LIMA VIANA 
MESSIAS CARLOS DE CARVALHO DANTAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VARIABILIDADE GÊNICA DE VÍRUS E QUEBRA DO 
EFEITO DE VACINAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado a Universidade Federal do 
Oeste do Pará – UFOPA, como pré-requisito 
para a obtenção de nota parcial na Disciplina 
Genética Humana, orientado pelo Prof. Dr.Carlos 
Ivan Aguilar Vildoso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SANTARÉM – PA 
AGOSTO/2013 
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INTRODUÇÃO 
 
Vírus 
O termo em latim para veneno é vírus. Pasteur, em meados do século XIX, designava 
como vírus os agentes causadores de infecções em geral, mesmo as causadas por bactérias. 
Entretanto, em alguns casos de infecções, não eram encontrados os agentes causadores. No 
final daquele século, obtiveram-se evidências de que alguns agentes de doenças humanas e de 
plantas poderiam passar por filtros, ao contrário de bactérias. 
Os vírus são conhecidos agentes infecciosos, causadores de doenças em humanos, 
animais ou plantas. Em humanos, são responsáveis por uma série de infecções benignas, 
como gripes e verrugas, assim como pode ser causa de doenças graves, como poliomielite, 
câncer e AIDS. Entretanto, é bom salientar que, além de causarem problemas aos seres 
humanos, vírus têm servido como ferramentas fundamentais em pesquisas científicas. Seu 
genoma, em geral pequeno, possibilita um fácil manuseio e, pelo fato de utilizar a maquinaria 
celular para reprodução, grandes descobertas de metabolismo celular foram obtidas por 
estudos com vírus. Alguns exemplos: o ácido nucléico como material genético, papel de 
promotores e ativadores gênicos, transcrição reversa e processamento de RNA. Mais 
recentemente, os vírus estão sendo empregados como vetores para introdução de genes em 
organismos, abrindo fronteiras da terapia gênica. 
 
O vírus são entidades que: 
 
- Contêm um único tipo de ácido nucléico, DNA ou RNA. 
- Contêm um invólucro proteico (às vezes recoberto por envelope de lipídeos, proteínas e 
carboidratos) que envolve o ácido nucleico. 
- Multiplicam-se no interior de células vivas utilizando a maquinaria de síntese celular. 
- Induzem a síntese de estruturas especializadas na transferência do ácido nucleico viral para 
outras células. 
Os vírus são parasitas intracelulares e podem ser encontrados em duas formas, uma 
dentro das células e outra fora destas. Na forma extracelular, o vírus é uma partícula sub-
microscópica, conhecida como vírion ou partícula viral. Um vírion é uma partícula viral 
completa e infecciosa composta por um ácido nucleico envolto por uma cobertura de proteína, 
que o protege do ambiente e serve como veículo de transmissão de uma célula pra outra. 
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Os vírus são compostos basicamente de: 
- Ácido nucleico podendo ser DNA ou RNA, nunca os dois. 
- Capa proteica: Formado pelo capsídeo ( envoltório proteico), e este é formado por 
subunidades chamadas capsômeros. E alguns tipos possuem uma proteção extra, chamada 
envelope ( uma combinação de lipídeos, proteínas e carboidratos) que reveste externamente o 
capsídeo. 
Os vírus podem ser classificados em vários tipos morfológicos diferentes, com base 
na arquitetura do capsídeo. 
 
Vírus Helicoidais 
Os vírus helicoidais lembram bastões longos, que podem ser rígidos ou flexíveis. O 
genoma viral está no interior de um capsídeo cilíndrico e oco com estrutura helicoidal. Os 
vírus que causam raiva e febre hemorrágica são helicoidais. Ex.: vírus ebola. 
 
Vírus Poliédricos 
Muitos vírus animais, vegetais e bacterianos são poliédricos. O capsídeo da maioria 
dos vírus poliédricos tem a forma de um icosaédrico, um poliedro regular com 20 faces 
triangulares e 12 vértices. Os capsômeros de cada face formam um triângulo equilátero. Ex.: 
vírus da hepatite A. 
 
Vírus Envelopados 
O capsídeo de alguns vírus são cobertos por um envelope. Os vírus envelopados são 
relativamente esféricos. Os vírus helicoidais e os poliédricos envoltos por um envelope são 
denominados vírus helicoidais envelopados ou vírus poliédricos envelopados. Um exemplo de 
vírus helicoidal envelopado é o vírus da influenza e um exemplo de vírus poliédrico 
envelopado é o da AIDS. 
 
 
 
 
5 
 
Vírus Complexos 
Alguns vírus particularmente os bacterianos, possuem estruturas complicadas e são 
denominados vírus complexos. Um bacteriófago é um exemplo de um vírus complexo. 
Poxvírus é o outro exemplo de vírus complexos. 
 
Conceitos Básicos de Vacinas 
 
Vacina é um produto farmacêutico que contém um ou mais agentes imunizantes em 
diversas formas biológicas. A imunização ativa envolve a administração de todo ou parte de 
um microrganismo ou um produto modificado de um microrganismo para causar uma 
resposta imune que “imita” a infecção natural com um mínimo de risco para a pessoa 
recipiente. 
O objetivo principal da imunização é a erradicação da doença; o objetivo imediato é 
a prevenção da doença em indivíduos ou grupos. Para conseguir esses objetivos, deve-se 
manter a imunização em dia, incluindo a imunoprofilaxia, tanto ativa quanto passiva, como 
uma alta prioridade no cuidado de bebês, crianças, adolescentes e adultos. A erradicação 
global da varíola em 1977 e a eliminação da poliomielite das Américas em 1991 servem como 
modelos para controle de doenças através de imunização. Estes dois feitos foram atingidos 
combinando-se um programa de imunização efetivo com vigilância intensiva e medidas 
eficientes de controle da saúde pública. 
Muitas doenças infecciosas podem ser prevenidas por imunoprofilaxia. Com a 
imunização ativa (vacinas), uma pessoa é estimulada a desenvolver defesas imunológicas 
contra futuras exposições naturais. Com a imunização passiva, uma pessoa já exposta, ou em 
vias de se expor, recebe anticorpos pré-formados humanos ou animais. 
Em vários países, a imunização diminuiu dramaticamente, ou quase eliminou, 
doenças como o sarampo, a caxumba, a poliomielite, a rubéola (congênita e adquirida), o 
tétano e a doença por Haemophilus influenzae tipo B. 
No entanto, uma vez que os organismos que causam essas doenças persistem nas 
comunidades, as imunizações precisam ser continuadas. Novos conhecimentos de biologia 
imunológica molecular, assim como novas tecnologias, tais como engenharia genética, 
resultaram em uma pesquisa de vacinas produtivas e no licenciamento de novas e melhoradas 
vacinas. Estudos epidemiológicos de novas vacinas após seu licenciamento fornecem 
avaliação de eventos adversos temporariamente associados à imunização que não foram 
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detectados durante os testes clínicos antes do licenciamento. Os profissionais da saúde devem 
atualizar regularmente seus conhecimentos sobre vacinas específicas, porque informações 
sobre seu uso ótimo, segurança e eficácia continuam a se desenvolver após uma vacina ser 
licenciada, e porque as recomendações são atualizadas regularmente. 
 
Imunização Ativa 
 
A imunização ativa envolveadministração de todo ou parte de um microrganismo ou 
um produto modificado deste organismo (exemplo: um toxóide, um antígeno purificado ou 
um antígeno produzido por engenharia genética) para invocar uma resposta imunológica 
imitando aquela da infecção natural, mas que normalmente apresenta pouco ou nenhum risco 
para o recipiente. A imunização pode resultar em atividades antitoxinas, antiinvasivas ou 
neutralizante ou outros tipos de resposta protetora humoral ou celular no recipiente. Alguns 
agentes imunizantes fornecem proteção completa contra a doença pela vida toda, outros 
fornecem proteção parcial e uns devem ser readministrados em intervalos. A eficácia de uma 
vacina ou toxóide é avaliada pela evidência de proteção contra a doença natural. A indução de 
anticorpos é frequentemente uma medida indireta de proteção, mas, em algumas 
circunstâncias (exemplo: coqueluche), a resposta imunológica correlacionada com a proteção 
é pobremente entendida, e as concentrações séricas de anticorpos não são sempre preditivas 
de proteção. 
As vacinas que incorporam um agente infeccioso intacto podem ser tanto vivas 
(atenuadas) quanto mortas (inativadas). Muitas vacinas virais contêm vírus vivos atenuados. 
Embora a infecção ativa (com replicação viral) aconteça após a administração dessas vacinas, 
pouca ou nenhuma reação adversa no hospedeiro normalmente ocorre. As vacinas para alguns 
vírus e para a maioria das bactérias são inativadas (mortas), ou preparações de subunidades. 
Preparações de subunidades e inativadas são incapazes de se replicar no hospedeiro; portanto 
essas vacinas devem conter uma massa antigênica suficiente para estimular a resposta 
desejada. A manutenção de imunidade duradoura com vacinas virais ou bacterianas muitas 
vezes requer administração periódica de dose de reforço. Vacinas inativadas podem não 
causar a diminuição de resposta imunológica fornecida por agentes vivos atenuados. Por 
exemplo, uma vacina viral inativada injetada pode invocar anticorpos séricos suficientes ou 
imunidades mediadas por células, mas deixar de invocar anticorpos locais na forma de 
imunoglobulina A secretora (IgA). Portanto a proteção da mucosa após a administração de 
7 
 
vacinas inativadas geralmente é inferior à imunidade da mucosa induzida por vacinas vivas. 
Embora a infecção sistêmica seja prevenida ou melhorada pela presença de fatores séricos e 
celulares, a infecção ou colonização local com agente pode ocorrer. No entanto, vacinas 
inativadas não podem replicar ou ser excretadas pelo recipiente da vacina como agentes 
infecciosos, portanto não podem afetar adversamente hospedeiros imunossuprimidos ou seus 
contatos. 
As recomendações para dose via, técnica de administração e calendários devem ser 
seguidas para imunização eficiente. As recomendações relatadas são críticas para o sucesso 
das práticas de imunização. 
 
Agentes Imunizantes 
 
Os principais constituintes das vacinas são listados em suas respectivas bulas. Se 
uma vacina é produzida por fabricantes diversos, algumas diferenças podem existir nos 
ingredientes ativos inertes contidos nos vários produtos. Os constituintes principais das 
vacinas incluem o seguinte: 
1. Antígenos imunizantes ativos. Algumas vacinas consistem em um antígeno único, 
que é um constituinte altamente definido (exemplo: toxóide tetânico ou diftérico); em outras 
vacinas, os antígenos são complexos ou menos definidos (exemplo: vírus vivos ou bactérias 
mortas). 
2.Líquido de suspensão. O líquido de suspensão é frequentemente, tão simples 
quanto água esterilizada para injeção ou soro fisiológico, mas ele pode ser um complexo 
líquido de cultura de tecido. Este líquido pode conter proteínas ou outros constituintes 
derivados do meio ou do sistema biológico em que a vacina é produzida (antígenos do ovo, 
gelatina, ou antígenos derivados de cultura tecidual). 
3. Preservativos, estabilizantes e antibióticos. Pequenas quantidades de agentes 
químicos (exemplo: mercuriais, tais como tiomersal) e alguns antibióticos (tais como 
neomicina ou estreptomicina) são frequentemente incluídas para prevenir o crescimento 
bacteriano ou para estabilizar o antígeno. Reações alérgicas podem ocorrer se o receptor for 
sensível a um ou mais destes aditivos. Sempre que possível estas reações devem ser 
antecipadas, identificando-se a hipersensibilidade do hospedeiro a componentes específicos 
da vacina. 
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4. Adjuvantes. Um sal de alumínio é frequentemente usado para aumentar a 
imunogenicidade e para prolongar o efeito estimulante, especialmente para vacinas contendo 
microrganismos inativos ou seus produtos (exemplo: Hepatite B, difteria e toxóide tetânico). 
Adjuvantes investigacionais ainda estão sob avaliação. 
 
Definição 
 
Vacina é uma substância produzida com bactérias ou vírus (ou partes deles) mortos 
ou enfraquecidos. Ao ser introduzida, no corpo do ser humano, a vacina provoca uma reação 
(imunização) do sistema imunológico, promovendo a produção de anticorpos (leucócitos) 
contra aquela substância. Desta forma, a vacina prepara o organismo para que, em caso de 
infecção por aquele agente patogênico, o sistema de defesa possa agir com força e 
rapidamente. Assim a doença não se desenvolve ou, em alguns casos, se desenvolve de forma 
branda. 
 
O pioneiro 
 
O pesquisador francês Louis Pasteur foi o pioneiro nas pesquisas com vacinas. Foi 
ele que desenvolveu a vacina antirrábica (contra a raiva, doença transmitida aos homens por 
animais). 
O termo vacina pertence à área da saúde. Efetivamente, uma vacina é um princípio 
orgânico ou um vírus que, ao ser preparado de uma determinada forma, é inoculado a uma 
pessoa ou a um animal para o/a proteger de uma determinada doença. 
Uma vacina é uma preparação de antígenos, que é uma substância que permite a 
formação de anticorpos e que tem a capacidade de provocar uma resposta imune no interior 
do organismo. Essa mesma resposta de ataque permite o desenvolvimento de uma memória 
imunológica que produz, em geral, imunidade permanente perante a doença em questão. 
A primeira vacina da história terá sido ao que tudo indica aquela que foi criada pelo 
médico rural inglês Edward Jenner em 1796, o mesmo que descobriu que a vacina contra a 
varíola imunizava as pessoas de contraírem a varíola humana, muito mais grave e mortífera. 
Com o passar dos anos, foram surgindo posteriormente diversas vacinas para travar 
determinadas doenças como a raiva (Pasteur1882), a tuberculose (1927, Albert Calmette), a 
febre-amarela (1935, Max Theiler), a influenza (1945, Thomas Francis e Jonas Salk), o 
9 
 
sarampo (1964, Maurice Hileman), a rubéola (Maurice Hileman, 1970), a varicela (Maurice 
Hileman 1974), a meningite (Maurice Hileman, 1978) e a hepatite A (Maurice Hileman, 
1992), poliomielite (1953, Albert Sabin e Jonas Salk) entre muitas outras. 
As vacinas podem ser inativadas (formadas por microrganismos prejudiciais/nocivos 
que, quando tratados com químicos ou calor, perdem automaticamente a sua capacidade de 
prejudicar), vivas atenuadas (microrganismos cultivados sob condições que lhes fazem perder 
as suas propriedades nocivas), toxóides (componentes tóxicos inativados que resultam dos 
microrganismos) e sub-unitárias (fragmentos de microrganismos). 
 
 
VARIABILIDADE GÊNICA DE VÍRUS E QUEBRA DO EFEITO DE 
VACINAS. 
 
Organização dos genomas virais 
 
Quando comparados aos genomas das bactérias, fungos, plantas ou animais, a 
composição e organização dos genomas virais são as mais variáveis na natureza. Esta 
diferença é visível principalmente quando comparados com os genomas celulares, que são 
constituídos normalmente por fitas duplas de DNA, os genomas viraisexistem em todas as 
variações estruturais possíveis. Podem ser fitas simples ou fitas duplas de DNA ou RNA, de 
polaridade positiva, negativas ou ambas (ambissenso), de topologias lineares ou circulares, e 
compostos por um ou mais segmentos gênomicos que podem conter informações genéticas 
diferentes em cada segmento ou a mesma informação em ambos os segmentos (genomas 
diploides). Dessa forma, cada uma dessas configurações refletir-se-á em mecanismos próprios 
e divergentes de replicação genômica, expressão gênica e montagem de novas partículas 
virais. 
As moléculas de DNA e RNA que compõem os diferentes genomas virais podem 
ainda apresentar modificações terminais que servirão como importantes sinais regulatórios 
para a expressão gênica e replicação viral. Através da leitura acima, se pode perceber que 
existem varias estratégias de replicação e expressão dos vírus, e segundo BALTIMORE, estes 
vários tipos de genomas virais podem ser divididos em sete grupos principais diferentes, 
que obviamente vão requere estratégias de replicação diferentes (três de DNA e quatro de 
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RNA). Abaixo a classificação organizada por BALTIMORE de acordo com os genomas virais 
e sua forma de replicação. 
 
1. DNA dupla fita (Adenovírus; Herpesvírus; Poxvírus, etc) 
 
A maior capacidade codificante dos adeno-, herpes- e Poxvírus garante maior 
independência dos genomas desses vírus, tanto para a expressão gênica quanto para a 
replicação do DNA genômico. Além disso, esses vírus codificam um grupo de genes 
envolvidos na supressão da resposta antiviral celular e na inibição do processo de apoptose 
que na maioria das vezes é deflagrado na célula infectada em resposta à presença de 
intermediários de síntese viral. Enquanto o ciclo replicativo dos Herpesvírus e Adenovírus 
acontece dentro do núcleo da célula infectada, o dos Poxvírus acontece inteiramente no 
citoplasma celular. 
Da mesma forma que para as famílias de vírus citadas anteriormente, o primeiro 
evento da biossíntese viral, após a localização dos genomas virais nos seus respectivos locais 
de replicação, é a indução da transcrição de um subconjunto de genes iniciais. 
 
2. DNA simples fita de senso positivo (Parvovírus, Polyoma- e Papillomaviridae) 
 
Os eventos que se seguem à entrada dos vírus na célula hospedeira determinam a 
migração do genoma desses vírus para o núcleo celular. Apesar das diferenças na estratégia de 
replicação existente entre os membros de cada uma dessas famílias de vírus, seu ciclo 
replicativo pode ser dividido em duas fases: Fase pré-replicativa, cujo evento principal é a 
expressão de um subgrupo de genes denominados genes iniciais, e fase de replicação, cujos 
eventos principais são a expressão dos genes tardios e propriamente a síntese de novas copias 
de DNA genômico. Essas copias serão empacotadas nas novas partículas virais que irão sair 
da célula infectada e reiniciar o ciclo de replicação em outras células-alvo. 
 
3. RNA dupla fita (Reovírus; Birnavírus) 
 
Para os vírus com genomas constituídos por fitas duplas de RNA, a fita codificante é 
modificada pela adição de Cap na extremidade 5´, porém sua extremidade 3´, apesar de 
modificada (presença de uma base difosfato), não apresenta poliadenização. Todos os vírus 
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com genomas constituídos por fitas duplas de RNA possuem mais de um segmento de RNA 
genômico (segmentado); dessa forma, cada proteína viral é codificada por um dos RNAs. 
 
4. RNA simples fita de senso positivo (Picornavirus; Togavirus, Flavivírus) 
 
 Dentre os vírus de RNA de polaridade positiva, em que o genoma já é o próprio 
RNA mensageiro (RNAm), estes podem apresentar diferenças nas modificações presentes nas 
extremidades das moléculas de RNA. Os vírus das famílias Picornaviridae, Caliciviridae e 
possivelmente Astroviridae apresentam uma proteína viral (VPg) covalentemente ligada à 
extremidade 5´, os vírus da família Flaviviridae, Togoviridae, Coronaviridae, Arteriviridae e 
Retroviridae têm a sua extremidade 5´ modificada pela adição da 5´-7-metil-guanosina (Cap). 
Curiosamente, de todas essas famílias de vírus de RNA de polaridade positiva, somente os 
representantes da família Flaviviridae não possuem a cauda poliadenilada (poli (A)) em sua 
extremidade 3´. 
De forma geral, os genomas dos vírus RNA de polaridade positiva variam em 
numero de bases de 7-30 quilobases (kb) e possuem sequências de leitura abertas (ORFs) 
sintetizadas sob a forma de precursores poliprotéicos. 
 
5. RNA simples fita de senso negativo (Orthomixovirus, Rhabdovirus, etc) 
 
Os vírus compostos por genomas de RNA de polaridade negativa possuem, 
invariavelmente, em suas extremidades 5´ e 3´, sequencias líder (leader) e rastreadora 
(trailer), respectivamente. Essas sequências estão presentes tanto nos genomas não 
segmentados quanto nos segmentados, e apresentam graus variados de complementaridade. A 
complementariedade entre as extremidades 5´ e 3´ determina sua aproximação e a 
circularização da molécula de RNA genômico, que pode ser tão forte quanto maior for o nível 
de complementaridade. 
Para os genomas não segmentados (Rhabdoviridae, Filoviridae, etc), as ORFs 
principais estão distribuídas da extremidade 3´ para a extremidade 5´ do RNA (-) genômico 
na seguinte ordem: proteína do nucleocapsídeo (N); fosfoproteina (P), que faz parte do 
complexo da replicase; proteína de matriz (M); glicoproteína do envelope (G) e RNA 
polimerase – RNA dependente (RpRd), denominada L. Nas sequencias presentes em cada 
uma dessa ORFs estão localizados importantes sinais reguladores de inicio e termino de 
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tradução. Existem variações no tamanho dessas ORFs e na presença de outras ORFs que se 
sobrepõem ou intercalam essa sequencia geral; entretanto, esse tipo de organização genômica 
é mantida invariável para os diferentes vírus de genoma não segmentado. 
Para os vírus constituídos por genoma de fita simples segmentado 
(Orthomyxoviridae, Bunyaviridae), cada proteína viral é codificada por um RNA genômico 
diferente. 
 
6. RNA simples fita de senso positivo com um ciclo intermediário de replicação 
DNA (Retrovírus) 
 
Os retrovírus se distinguem dos demais vírus RNA de fita positiva por codificarem 
uma enzima com atividade de polimerização de moléculas de DNA a partir de molde de 
RNA. A estratégia de replicação desses vírus esta baseada na transcrição reversa da molécula 
de RNA em uma fita dupla de DNA tão logo seu capsídeo semidesestruturado chega ao 
citoplasma das células-alvo. Logo, apesar de ambas as fitas de RNA genômico poderem ser 
diretamente traduzidas em proteínas virais tão logo esses vírus entram na célula hospedeira, a 
fase de síntese proteica somente ocorrerá mais tardiamente, após a integração da fita dupla do 
DNA viral ao genoma da célula hospedeira, evento esse catalisado pela enzima viral 
integrasse (o genoma viral integrado será denominado provírus). Dessa forma, diferentemente 
dos vírus RNA de polaridade positiva, os retrovírus empacotam a polimerase viral em suas 
partículas. 
 
7. DNA dupla fita com um intermediário de RNA (Hepadnavírus) 
 
Os Hepadnavírus são os que mais se distinguem dos vírus com genoma de DNA em 
sua estratégia de replicação. Esses vírus codificam sua própria replicase, que é, ao contrario 
dos demais vírus DNA, uma DNA polimerase que utiliza uma molécula de RNA como molde 
(ou seja, possui atividade de transcriptase reversa). Para esses vírus, a transcrição de seus 
genes ocorre no núcleo, porem a replicação do DNA genômico ocorre no citoplasma das 
células infectadas. 
O genoma dos Hepadnavírus é uma fita dupla de DNA incompleta cuja extensão do 
final da fita codificante não é concluída durante o processode replicação do DNA genômico. 
 
13 
 
Mecanismo Viral de Variabilidade Genética 
 
Todos os seres vivos estão sujeitos à variabilidade genética. Esta afirmação é 
extensiva até mesmo aos que não usam da via sexuada para se reproduzir, e mais, a todo “ser” 
enquanto expressão de qualquer código genético, incluindo nesse rol os vírus. 
Apesar das controvérsias a respeito da natureza biológica dos vírus, principalmente 
pela falta de estruturas metabólicas em suas partículas, fato é que possuem alta capacidade 
mutagênica apresentando nesta característica um desafio, no mínimo, intrigante, ao ser 
humano compreender e superar. 
A possibilidade de transformação atribuída aos seres vivos advém especialmente na 
natureza instável do material genético, seja ele RNA ou DNA. Sabemos, porém, que quando 
mais complexo seja tal sistema, mais mecanismos haverá para sua manutenção. Ou seja, 
quanto mais simples, mais suscetível a variações estará, como é o caso dos vírus, sendo que, 
as espécies cujas partículas são compostas primordialmente por DNA possuem uma taxa de 
variabilidade de 10
-8
 a 10
-11
 por nucleotídeo, enquanto as espécies cuja composição inicial de 
suas partículas se da por RNA possuem uma taxa de variabilidade de 10
-3
 a 10
-4
/nt. 
Podemos ter uma ideia melhor, ao que se referem esses dados, se levarmos em 
consideração o HIV (vírus da imunodeficiência humana) que possui uma proximidade de 10
4
 
nucleotídeos, ou seja, são 100.000 (cem mil) nucleotídeos que compõe o seu código genético, 
sendo 10
-4
/nt a taxa de mutabilidade, podemos contar com pelo menos 1 (um) “erro” por 
partícula infectante. Considerado, portanto, um alto índice de variabilidade. 
Isso acontece porque a taxa de erro da Transcriptase Reversa (RT), que é a enzima 
responsável pela conversão do RNA infectante do HIV em DNA integrador (proviral), é 
justamente de 10
-4
/nt. O que já acontece com menos frequência entre os demais vírus, 
especialmente aqueles à base de DNA, em função da sua natureza mais estável e da 
DNApolimerase ter uma menor taxa de erro (10
-8
/nt), menos ainda em seres mais complexos, 
justamente por toda maquinaria de reparo desenvolvida. 
Através deste exemplo aferimos o primeiro mecanismo viral de variabilidade 
genética: o “erro” mutagênico. Apesar do fato em si não configurar uma exclusividade, a 
velocidade com que isso acontece é de uma peculiaridade inédita, relevante o suficiente para 
ocasionar a inviabilidade de possíveis antídotos, ainda mais que a porção de maior 
vulnerabilidade às mutações é justamente dos genes relacionados à antigenia acarretando o 
14 
 
fenômeno antigenic drift, que ludibria o sistema imunológico, e ao tropismo, alargando o 
espectro infeccioso. 
Como se não fosse o bastante, determinadas espécies de vírus com cepas 
naturalmente diferenciadas com o tempo, ainda possuem uma propriedade chamada de 
ressortimento ou recombinação gênica, comum ao HIV e a influenza, ambos à base de RNA, 
fita dupla e fita simples segmentada, respectivamente. 
Deste modo, à ocasião do encontro de cepas distintas no mesmo organismo a 
combinação de seus genomas possibilitará a intersecção do potencial de virulência, gerando 
variantes mais resistentes e mais nefastas. 
Eis os dois principais mecanismos virais de variabilidade genética: a recombinação 
gênica e o “erro” mutagênico, reservadas as peculiaridades de cada vírus. Além da sua 
natureza intrinsecamente mutante, pode haver ainda fatores ambientais, apenas como 
exemplos, citamos: físicos (radiação), químicos (fármacos), os biológicos (interação como o 
material genético da célula hospedeira). Lembrando que tais fatores, capazes de influenciar e, 
até mesmo, serem determinantes na tangente dos “erros”, podem ser inúmeros. Mesmo assim, 
esses “erros”, melhor dizendo, a sua suscetibilidade às mutações é a chave primordial do 
sucesso da sua propagação, não obstante, a recombinação gênica, a quem, ora, é relegado o 
status de bônus, pode ser tomada como estratégia principal. 
Hoje, portanto, a base de conhecimento que temos a respeito do mecanismo viral de 
variabilidade genética, especialmente quanto a sua nocividade, nos leva a concluir que nada 
poderia ser pior que a combinação dessas duas estratégias. Resta-nos, todavia, a esperança de 
que, maior que suas pandemias, seja o legado de seus estudos e as novas técnicas que 
suscitam. 
 
Efeito de vacinas 
 
Existem vacinas que atuam sobre vários mecanismos de ataque viral, mas o conceito 
de vacina mais abrangente é o uso de partículas virais modificadas inoculados em um 
individuo com intuito de o mesmo produza resistência às partículas virais. As vacinas são 
agentes que são considerados inimigos pelo organismo, aonde desencadeiam uma resposta 
imunológica em células dos sistemas imunológico inato e adaptativo que iram combater a 
infecção viral. As células do sistema imune adaptativas são o principal alvo das vacinas, estas 
células tem o poder de armazenar informação sobre os antígenos de determinado virion, esta 
15 
 
ação ocorre durante toda a vida de um indivíduo resultando em um fenômeno conhecido 
memoria imunológica, e protegendo-o contra a reinfecção pelo mesmo patógeno (MURPHY, 
2010). 
A imunidade a um vírus depende do desenvolvimento de uma resposta imunitária aos 
antígenos sobre a superfície de uma célula infectada ou na superfície da própria partícula do 
vírus (Microbiology and Immunology). Em um vírus pode haver mais de uma glicoproteína 
em sua superfície, uma dela poder ser mais importante na resposta imunitária do que as 
outras, sendo assim deve-se identificar o antígeno que mais influencia o sistema imunológico, 
para se obter uma vacina que bloqueie a infectividade de um vírus. Um ótimo exemplo da 
presença de antígenos viras é no vírus da influenza, os mesmo contêm uma neuraminidase e 
hemaglutinina em sua superfície, aonde a hemaglutinina é que provoca imunidade, pois é a 
proteína que liga vírus a um receptor de superfície da célula e ao anticorpo neutralizante que 
interfere com a ligação do vírus á célula (MURPHY, 2010). 
Segundo Hunt (2013) varias vacinas são criadas com intuito de induzir imunidade 
para que células de memória que posam obstruir os vários mecanismos que os vírus usam para 
infectar uma célula, estes mecanismos usados para induzir imunidade são caraterizados como 
vacinas de vírus atenuado, vacinas mortas, vacinas de DNA e vacinas de Subunidades. Para a 
produção de uma vacina que de fato provoque uma resposta positiva, pode-se enfrentar vários 
problemas, diferentes tipos de patógenos podem causar doenças semelhantes, a variação 
genética do vírus que é mais presentes em vírus de RNA e aqueles com os genomas 
segmentados. 
Apesar destes problemas, em alguns casos as vacinas anti-virais apresentam um 
sucesso espetacular, que podem acarretar a eliminação da doença, exemplo varíola e 
poliomielite, em anos de vacinação não apresentaram mais nem um caso da doença em 
humanos. 
 
Mecanismos usados para produção das vacinas: 
 
Vacinas de vírus mortos: são produzidos a partir do tipo selvagem do vírus, através 
de um tratamento químico o vírus é inativado, a maioria de suas proteínas continuam ativas, 
não oferecem risco de mutação ou reversão para virulência, ao serem inoculados no paciente 
estas proteínas se ligam a célula do sistema imunológica e induzem uma resposta do sistema 
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adaptativo, podem ser usadas com pacientes imunodeficientes, porem podem não levantar a 
imunidade. 
Vacinas de vírus atenuados: são partículas de vírus vivos que não causam doença 
porque o vírus foi alterado (mutação) de uma forma não apresentar patogenicidade, este fato 
geralmenteé conseguido por cultura de um vírus no hospedeiro externo, em tecidos ou 
células, aonde serão selecionados as melhores estirpes para fazer a modificação. Em uma 
estirpe do vírus da poliomielite tipo vacina, há 57 mudanças de nucleotídeos no genoma, 
resultando em 21 alterações de aminoácidos. Um terço das mutações são no gene VP1, isto 
sugere que as atenuações resultam de alterações nas proteínas de superfície do vírus (HUNT, 
2013). 
As vantagens que se obtém em uma vacina podem ser: ativam todas as fases do 
sistema imunológico, provocam igG e IgA local, oferecem imunidade duradoura e podem 
estimular a criação contra epítopos múltiplos, que são semelhantes aos induzidos por um vírus 
do tipo selvagem, custam menos para produção, apresentam resposta rápidas na maioria dos 
vacinados(Santos, 2008). 
Em contra partida vacinas atenuadas apresentam a mutação como uma das grandes 
desvantagens, pois pode haver à reversão da virulência e propagação do mutado e, vírus vivos 
são um problema em pacientes com imunodeficiência. 
Técnicas de DNA recombinantes: devido a mutações de deleção, e a grande 
capacidade de voltar a ter virulência, o vírus poderia reter outra característica indesejáveis. 
Esta sendo criadas vacinas que podem ter abordagem genica através de único gene que pode 
ser expresso num hospedeiro estranho, aonde se usa bactérias para expressão de antígenos 
através de plasmídeos. O gene pode ser expresso em uma proteína e purifica usando o 
processo de fermentação de bactérias, embora a falta de processamento pós-tradução por 
bactérias constitui um problema, as leveduras são as melhores para a fabricação e purificação 
de grandes quantidades de antígenos para as vacinas. Estudos estão sendo efetuados para uso 
deste mecanismo, já há resultados, aonde uma vacina do papiloma humano e muito eficaz na 
prevenção do cancro do colo do útero, a atual vacina contra a hepatite B. outro método para 
induzir imunidade no corpo e a clonagem do DNA especifico de um vírus para outro, faz a 
clone do gene que produz a proteína de induz o sistema imunológico para um vírus 
inofensivo, vários ensaio tem sido feitos para através deste mecanismos produzir uma vacina 
para o HIV (HUNT, 2013). 
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Esta técnica pode apresentar integração potencial do genoma do plasmídeo no 
genoma do hospedeiro levando a mutagênese insercional e a indução de respostas autoimunes, 
tolerância imunológica aonde pode haver a falta na expressão de antígeno especifico no 
hospedeiro. 
O uso de Interferon (IFN) em vacinas são um dos grandes avanços na área da 
biomedicina estas partículas são expelidas por células infectadas, que ao se conectarem com 
células sadias desencadeiam uma resposta para combate a partícula viral, este mecanismo de 
defesa é um dos primeiros efetuados pela célula. Os IFNs requerem ativadores na superfície 
celular ativando uma cascata de sinalização ate a área promotora dos Genes específicos 
fazendo com que esses se expressem e produzam substancias que atuam no combate a estirpes 
virais de diferentes vírus (Hunt, 2013) 
Depois de sintetizados ex-vivo, os interferons são usados como vacinas antivirais, 
para com intuito apoio e combate inicial a um patógeno, devido ao seu efeito ser de curto, 
podendo apresentar toxidade em uso prolongado ao medicamento, e só apresentarem eficácia 
em alguns patógenos e, exemplo: hepatite B e C, Leishmaniose, Herpes zoster e outros. 
Mecanismos antivirais 
Mecanismos da quebra do efeito de uma vacina 
 
Para a quebra de um efeito de uma vacina, os virions precisam apresentar proteínas 
antigenas diferentes daquelas que já foram inoculadas pelas vacinas, pois células do tipo 
memoria contem partículas inibidoras para este estipe, no entanto varias combinações destas 
podem gerar ainda novos tipos de estipes. O genoma do vírus da influenza e composto por 
oito segmentos, este genoma segmentado permite o rearranjo dos genes virais e a criação de 
novos vírus da influenza, este processo pode ocorrer quando dois agentes patogênicos 
diferentes infectam a mesma pessoa ou animal, isto e conhecido como desvio antigênico 
(antigenic shift) 
A variação antigênica acontece devido mutações ou rearranjo. Na influenza, a 
produção de anticorpos pelo organismo para proteína HÁ e o mais importante, porem ambas 
as proteínas passam por variação genética (acumulam mutações) e acumulam alterações que o 
individuo imune para o estipe original passa a não mais ser. A variação antigênica resulta em 
surtos esporádicos e epidemias limitadas (HUNT, 2013). 
O rearranjo do material segmentado pode ocorrer entre vírus que atacam animais e 
seres humanos, porem quando por acaso uma estirpe recombinante infectar os humanos ele 
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terá principalmente os mesmos componentes internos como o virion atual, mas terá novos 
componentes no envelope, resultando em pouca imunidade contra o agente. 
Os vírus de DNA tendem a ser mais estáveis geneticamente do que vírus de RNA, 
pois há mecanismos de correção de erro na célula hospedeira para reparo de DNA, mas 
provavelmente não Para RNA, assim aparecem naturalmente durante a replicação viral várias 
mutações espontâneas, devido a erros da polimerase replicadora do genoma ou como 
resultados da incorporação tautomméricas das bases (Hunt). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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