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Tatiana Castro Departamento de Microbiologia e Parasitologia- UFF Morfologia viral e Interacao vírus celula http://virologia.sites.uff.br/ -Aula prática: Jaleco, calça comprida e sapato fechado -Lista de Presença e 25% -VA, Segunda chamada e VS Programa 17.04 – Morfologia viral -interação vírus - célula 24/04 – diagnostico e prevenção das infeccoes virais - viroses transmitidas por agua e alimentos (rotavirus e norovirus) 08/05 – viroses relacionadas a DST (papilomavirus e herpes) Aula prática: PCR 15/05 – hepatites virais de transmissao enteral e parenteral - HIV 22.05 – 2. VA Características dos vírus Extremamente pequenos, não visualizados em microscopia ótica Parasitas Intracelulares obrigatórios, necessitando de metabolismo celular ativo para replicação Possuem uma única espécie de ácido nucléico: DNA ou RNA 1 micron Bactéria (Staphyllococcus aureus) m ↓ cm 10-2m ↓ mm 10-3m ↓ µm 10-6m ↓ nm 10-9m ↓ Ǻ 10-10m 1882: Meyer- Detecção de partículas não filtráveis “Vírus do mosaico do tabaco” Filtrabilidade dos vírus: material filtrado continha um veneno ou um agente desconhecido tão pequeno que era capaz de atravessar os poros de um filtro que retinha bactéria 1898: Beijenrick - Diluições seriadas - Natureza reprodutiva do agente “Fluidum vivum contagiosum” = 1898: Loeffler & Frosch vírus da febre aftosa 1901: Walter Reed vírus da febre amarela Vírus = Veneno Histórico 1953: W M Stanley et al. cristalizou o vírus do mosaico do tabaco Evidência de estrutura e composição química 1950-1960: Necessidade de classificação e nomenclatura universal Vírus ácido nucleico (DNA ou RNA) + proteínas upload.wikimedia.org Histórico Microscópio eletrônico Observação das partículas virais: Adenoviridae Herpesviridae http://www.virology.net/Big_Virology/ • Taq polimerase: DNA polimerase extraída da bactéria Thermus aquaticus, que vive em água com temperatura de 75oC. • Karys Muller: Primeira descrição da PCR no final da década de 80 • Em 1989 o processo foi patenteado • Nobel de Química em 1993 • Usado rotimeiramente nos laboratórios de investigação médica e biológica Histórico Estrutura de um vírion: Genoma DNA ou RNA Informação genética Infectividade NUCLEOCAPSÍDEO (todos) Capsídeo Proteínas Proteção do genoma União a receptores celulares Determinantes antigênicos ENVELOPE (alguns) Lipídeos Glicoproteí- nas virais União a receptores celulares Determinantes antigênicos Estrutura de um vírion: Estrutura de um vírion: Envelope: Camada bilipídica Glicoproteínas que projetam para o exterior (peplômeros) Derivado de membranas celulares com incorporação de glicoproteínas codificadas pelos vírus Enzimas: Polimerases ou transcriptases necessárias à replicação viral Estabilidade da partícula viral: Temperatura pH Solventes de lipídeos e detergentes vírus envelopados Hipoclorito de sódio proteínas Formaldeído proteínas Luz UV genoma Classificação dos Vírus (ICTV) ESTRUTURA: TIPO DE GENOMA, SIMETRIA DO CAPSÍDEO, PRESENÇA OU NÃO DE ENVELOPE, TAMANHO, FORMA, ENZIMAS ADICIONAIS, SUSCEPTIBILIDADE A AGENTES QUÍMICOS E FÍSICOS, ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO, QUADROS CLÍNICOS, EPIDEMIOLOGIA...: FAMÍLIAS GÊNEROS ESPÉCIES SUB-ESPÉCIES, VARIANTES... http://encarta.msn.com/ 1. Adsorção 2. Penetração 3. Desnudamento 4. Replicação 5. Maturação 6. Liberação Fases da replicação viral: Replicação viral União do vírus ao receptor celular Receptores: proteínas, carboidratos ou lipídeos na membrana celular Suscetibilidade celular presença de receptor 1. Adsorção Vírus não envelopado Vírus envelopado 1. Adsorção Entrada do vírus na célula • Translocação: passagem direta da partícula viral através da membrana celular • Endocitose mediada por receptor: vírus envelopados vírus não envelopados • Fusão: somente para vírus envelopados 2. Penetração 2. Penetração Endocitose mediada por receptor: vírus envelopados www.rsc.org Membrana da célula forma uma vesícula ao redor do vírus Vesícula funde com endosoma vírus no endosoma Fusão do envelope do vírus com membrana do endosoma Após adsorção Nucleocapsídeo viral no citoplasma 2. Penetração Endocitose mediada por receptor: vírus não envelopados microbiologybytes.wordpress.com Após adsorção Membrana da célula forma uma vesícula ao redor do vírus Vesícula funde com endosoma vírus no endosoma Desestruturação do capsídeo viral Genoma viral no citoplasma 2. Penetração Fusão do envelope do vírus com a membrana celular: somente para vírus envelopados www.cat.cc.md.us/.../images/u2fig6a1a.jpg pathmicro.med.sc.edu Após adsorção Fusão direta do envelope do vírus com a membrana celular Nucleocapsídeo viral no citoplasma 3. Desnudamento ou Decapsidação Refere-se a separação física das proteínas do capsídeo e genoma viral. Após o desnudamento o genoma viral fica livre no citoplasma ou núcleo da célula para o processo de replicação viral. http://www-micro.msb.le.ac.uk/109/structure.html 4. Replicação • Formação de novas cópias do genoma viral • Síntese das proteínas virais: enzimas associadas ao genoma proteínas de capsídeo glicoproteínas de envelope 4. Replicação Genoma viral Transcrição dos genes precoces RNAm early Proteínas fase precoce (early): proteínas não estruturais - param a síntese de ácido nucleico e proteínas celulares - regulam a expressão do genoma viral - enzimas requeridas para a replicação do genoma viral Replicação do genoma Transcrição dos genes tardios RNAm late Proteínas fase tardia (late) proteínas estruturais Adsorção Penetração Decapsidação Replicação Síntese de prot Montagem Liberação Vírus RNA Adsorção Penetração Decapsidação Replicação Síntese de prot Montagem Liberação Vírus DNA citoplasma núcleo citoplasma núcleo 5. Maturação ou Montagem Proteínas estruturais se associam espontaneamente capsômeros capsídeo viral onde o ácido nucleico é inserido 6. Liberação Vírus não envelopados: Lise da célula Vírus envelopados: Brotamento envelope da membrana celular Exocitose envelope de membranas internas 6. Liberação de vírus envelopados: Brotamento 13. Vírus adquire o envelope da membrana celular com as glicoproteínas virais inseridas 6. Síntese das proteínasnão glicosiladas ribosomas livres no citoplasma 7. Síntese das glicoproteínas ribosomas associados ao RER 8. Transporte das glicoproteínas para a membrana Golgi 11. Proteínas se associam ao genoma viral 9. glicoproteínas na membrana 6. Liberação de vírus envelopados: Exocitose Vírus adquire envelope de membranas intermas Vírus é transportado pelo citoplasma através de vesícula Vesícula contendo vírus se funde com a membrana da célula vírus é liberado para o meio extracelular Exocitose Interação Vírus - Célula Morte celular ocorre: • Inibição da transcrição do RNA da célula hospedeira • Inibição do processamento de RNAm célula hospedeira • Inibição da síntese de macromoléculas (proteínas) • Acúmulo de produtos virais (DNA, RNA, proteínas) que podem ser tóxicos para a célula Outros tipos de interação vírus-célula • Transformação celular (HPV) Interação Vírus - Célula Citomegalovírus em CC (H & E): inclusão nuclear com aparência de um “olho de coruja” Formação de Corpúsculos de Inclusão: Efeito citopático: Interação Vírus - Célula Transformação maligna: Produtos da replicação viral são oncogênicos Caracterizada por alteração da morfologia celular: -Perda da morfologia - Crescimento celular alterado e perda da inibição de contato -Não responde a sinais do ciclo celular associado ao crescimento e maturação da célula (imortalidade) -Síntese contínua do DNA, alterações cromossomiais, aparecimento de novos Ag de superfície, Fonte de infecção: hospedeiro doente (facilmente reconhecido) hospedeiro portador (dificilmente reconhecido) Quem é portador ???? Importantes na manutenção da circulação do vírus Patogenia das viroses Patogenia das viroses Patogenia das viroses Processo de desenvolvimento de uma doença: Transmissão Penetração Disseminação Replicação Lesão Doença Características do vírus: Virulência Características do hospedeiro - Do vírus Dose Virulência: capacidade do vírus de produzir doença no hospedeiro - Do hospedeiro Genética Idade Estado nutricional Estado hormonal Estado imunológico A suscetibilidade ou resistência à infecção depende: Suscetibilidade celular receptores (tropismo) Permissividade celular replicação do vírus na célula Patogenia das viroses Cadeia do processo infeccioso: transmissão Horizontal Vertical Direta: Contato (pele, mucosas) Indireta: aerosóis veículos (água e alimentos) vetores fômites iatrogênica Mãe para o feto 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 gastrintestinal ingestão Rotavírus Coronavírus Trato genital contato sexual inseminação artificial Herpesvírus Conjuntiva Adenovírus Transmissão vertical in utero via placenta Parvovírus Portas de Entrada Cadeia do processo infeccioso: transmissão Infecção localizada Infecção disseminada Viremia Neuronal Papilomavírus (verrugas e condilomas) Vírus associados à gastrenterites (Rotavírus) Cadeia do processo infeccioso: disseminação Tipo de infecção Sintomas Replicação do vírus Resposta Imune Transmissão Manifestação da infecção Exemplo Aguda (clinicamente aparente) + + + + doença Rotavírus (diarréia) Sub-clínica (inaparente) - + + + assintomática Portador são Febre aftosa Cadeia do processo infeccioso: tipos de infecção Tipo de infecção Sintomas Replicaçã o do vírus Resposta Imune Transmissão Manifestação da infecção Exemplo Crônica + / - + + Não elimina o vírus do organismo retrovírus Latente - - + - Herpesvírus Recorrência + + + + Cadeia do processo infeccioso: tipos de infecção Tipo de infecção Sintomas Replicação do vírus Resposta Imune Transmissão Manifestação da infecção Exemplo Congênita + + - + Morte fetal, aborto, Parvovírus suíno Cadeia do processo infeccioso: tipos de infecção Sequência de eventos imunológicos em uma infecção viral Resposta Imune e fatores relacionados IDADE Tanto o componente humoral quanto o celular são menos competentes em indivíduos muito jovens e idosos Interferência dos anticorpos maternos NUTRIÇÃO Desnutrição severa deprime mecanismos imunes não-específicos e mediados por células Deficiências específicas de aminoácidos, minerais (selênio, zinco, ferro, magnésio), ou vitaminas (E, B6) deprimem a imunidade humoral e celular AMBIENTE Fatores ambientais negativos (estresse) podem deprimir irregularmente respostas imunes: DOENÇA OU INFECÇÕES SIMULTÂNEAS E IMUNOSSUPRESSÃO GENÉTICA USO DE MEDICAMENTOS GESTAÇÃO Resposta Imune e fatores relacionados a imunização - 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 Componentes da Resposta Imune Inata contra vírus Barreiras Inflamação Interferon tipo 1 (IFN-I) Células NK (Natural Killer) Células dendríticas (DCs) Resposta imune inata Barreiras contra infecção Pele, pH levemente ácido Conjuntiva: Lágrimas Trato respiratório: Muco, IgA, movimentos ciliares Trato gastrointestinal: Baixo pH estomacal, bile e enzimas proteolíticas Trato genital: Secreções vaginais, pH ácido Resposta imune inata Tipo I Tipo II alfa ( ) beta ( ) gama () Estrutura Proteína Glicoproteína Glicoproteína Produzido por Células infectadas Leucócitos Células infectadas Fibroblastos Linfócitos T Células NK Agente indutor Vírus Vírus Vírus e outros antígenos Principal função Estabelecer o estado antiviral Modular o sistema imune Papel direto no controle das infecções virais Indução e principais funções do IFN-I na resposta inata Papel direto no controle das infecções virais Indução e principais funções do IFN-I na resposta inata Mecanismo de ação dos Interferons tipo I Presentes em tecidos linfóides periféricos Mecanismos de ação: 1. Lise das células infectadas 2. ADCC (antibody-dependent cell mediated cytotoxicity) : Possuem receptores para Fc 3. Produção de citocinas (IFNγ e TNF-) Células NK (Natural Killer) Resposta imune inata Células NK Citotoxicidade celular dependente de anticorpo (ADCC) Resposta imune inata RESPOSTA HUMORAL Linfócitos B (plasmócitos) e anticorpos Resposta imune adaptativa - RESPOSTA CELULAR Linfócitos T (CD4+) ou Th (helper ou auxiliares) - Th1 e Th2 Linfócitos T (CD8+) ou citotóxicos - Existem cinco classes de Igs com estruturas e funções diferentes (IgM, IgD, IgA, IgG, IgE) - Importância nas re-exposições. Resposta humoral- Mediada por linfócitos B e imunoglobulinas (Igs) ou anticorpos - Igs são secretadas por plasmócitos 1. Neutralização 2. Aglutinação 3. Opsonização e fa gocitose 4. Ativação do complemento 5. Lise mediada porco mplemento 6. ADCC 7. Lise celular mediada por co mplemento e dependente de an ticorpos Resposta humoral Anticorpos importantes no controle da infecção viral: IgM: marcador de infecção aguda diagnóstico de infecção congênita IgG: imunidade à reinfecção resposta vacinal IgA: imunidade de mucosa (trato respiratório, trato gastrointestinal)
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