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Virologia Os virus não são considerados seres vivos por muitos cientistas, isso se dá devido o mesmo não possuir células, dependendo exclusivamente das células de seu hospedeiro, ou seja, são intracelulares obrigatórios. Uma partícula viral (vírion) é composto por DNA e/ou RNA, e é envolto por uma cobertura proteica, chamada de capsídeo. O capsídeo pode ser: Helicoidal: Icosaédrico: Alguns vírus possuem um envelope que o recobrem. O envelope “enfraquece” o vírus, pois é uma parte importante dele, e quando perdido o vírus morre. O envelope é composto principalmente por lipídios, sendo assim, o uso de detergentes pode facilmente elimina-los. Seu tamanho varia, sendo de 20 a 300nm de diâmetro, e é visível apenas na microscopia eletrônica. Sobre sua estrutura simples, pode ser: Esféricos: Projétil: Alongada: Os vírus possuem pouca ou quase nenhuma enzima, e para replicar e sobreviver, o mesmo utiliza a maquinaria celular do hospedeiro Os bacteriófagos, são vírus que infectam bactérias. E sua estrutura, é a seguinte: São microrganismos patogênicos e que podem causar graves doenças em humanos e animais, devido a sua invasão e destruição celular. Ainda, alguns estão implicados no desenvolvimento de tumores malignos (ciclo lítico e lisogênico). Os vírus necessitam das organelas, enzimas e outras macromoléculas da célula hospedeira para se multiplicar. Os efeitos dessa replicação podem variar desde pequenas alterações metabólicas até em citólise. O ciclo reprodutivo do vírus pode ser dividido em vários estágios: Adsorção; penetração; desnudamento do ácido nucleico viral; expressão do gene e replicação do ácido nucleico viral; montagem das partículas virais recém- formadas; maturação; e liberação. Essa fase compreende especificadamente a fixação por meio da proteína do vírus na molécula receptora da célula hospedeira, que geralmente são glicoproteínas ou glicolipídios. Além disso, os vírus mais complexos usam mais de um receptor, possuindo rotas alternativas para se fixar na célula. E, alguns outros possuem mais de um tipo de moléculas de ligação, podendo ligar em vários receptores na superfície. Quando uma infecção não progride, os vírus ainda conseguem se desligar e adsorver-se em outras células. Na maioria dos casos a expressão ou ausência de receptores na superfície da célula hospedeira irá determinar o tropismo do vírus, tipo de célula que ele é capaz de se replicar. A fase de fixação e iniciação tem uma maior fluência na patogenia viral, determinando o curso da infecção viral. Ocorre a penetração viral na célula hospedeira normalmente após a fixação/adsorção (minutos). A penetração, diferente da adsorção, é dependente de energia, ou seja, a célula deve ser metabolicamente ativa. Vários mecanismos distintos estão envolvidos na penetração do vírus na célula. São eles: Endocitose: o vírus é envolvido e fica dentro de vacúolo intracelular. Esse é provavelmente o mecanismo mais comum de penetração celular. Fusão do envelope viral com a membrana celular Translocação do genoma viral dentro do citoplasma: este processo é relativamente raro e de pouco conhecimento. Injeção do genoma dentro da célula É o evento que ocorre após a penetração viral, onde o capsídeo é parcial ou completamente degradado ou removido, e o genoma viral é exposto. A remoção do envelope do vírus durante a fusão com a membrana celular é o estágio inicial do processo de desnudamento do vírus envelopado. O evento primário de desnudamento ocorre dentro de endossomas, sendo desencadeado por uma alteração no Ph Nessa fase ocorre o processo de síntese de moléculas de ácido nucléico, onde acontece as cópias do genoma viral, e ocorre o processo já conhecido de transcrição e tradução, que vai acontecer no ribossomo da célula hospedeira, dando origem a proteínas virais e expressão do genoma. e A montagem ocorre junto com todos os componentes necessários para a formação e maturação do vírion em local particular dentro da célula. O local da montagem depende do local da replicação. Existe duas alternativas de montagem viral, uma o ácido nucléico entra no capsídeo pré-formado e a outra é quando forma o capsídeo em volta do genoma. É o estágio da replicação que a partícula torna-se infecciosa. Esse processo prepara o vírion para infectar células. É um processo simples, onde a célula infectada rompe e o vírus é liberado. As reações para a lise de célula infectadas nem sempre são claras, mas a célula infectada por vírus frequentemente desintegra-se por causa da replicação viral. Muitos vírus também codificam proteínas que estimulam a apoptose, resultando na liberação viral. Esses processos frequentemente ocorrem simultaneamente Existe uma grande diversidade genética, e eles são capazes de infectar os vertebrados, plantas, fungos, protozoários, algas e bactérias. Fazem uso de uma grande variedade de mecanismos para compensar sua limitada capacidade genética. O vírus do DNA se replicam no núcleo da célula hospedeira, sendo sujeito a reparos dos erros realizados por exonucleases celulares. A mutação acontece por erros espontâneos e aleatórios na cópia de ácidos nucléicos, durante a replicação viral. Exposição excessiva a radiação, raio UV, ou agentes mutagênicos aumenta a frequência de mutações. As mutações pontuais (substituição de um núcleo nucleotídeo) é forma a mais comum, enquanto deleção ou inserção de um ou mais nucleotídeos são mais raros. Além disso, as mutações conferem vantagem seletiva, podendo ser letal ou não. Ocorre troca ou transferência de material genético entre vírus diferentes que estejam infectando a mesma célula. Também pode ocorrer entre vírus e célula hospedeira. Sobre a evolução viral, periodicamente alterações genômicas podem contribuir para o surgimento de novas enfermidades e a emergência de grandes surtos. Por exemplo, o vírus da influenza A, infecta grande quantidade de espécies animais, e podem ocorrer rearranjo (vírus humano/aviário infecta suínos). O uso de antibióticos em uma infecção viral é importante, pois por mais que não tenha ação viral, o vírus baixa a imunidade do organismo, e com o uso do antibiótico prevenimos ação das bactérias oportunistas. A infecção secundária é quando um indivíduo está doente por algum motivo, e a bactéria vem de fora o infectando. Já a infecção secundária, ocorre quando a bactéria já está no organismo, e por algum motivo ocorre uma infecção. A produção de doença está relacionada a interferência direta nas funções celulares e a efeitos indiretos causados pela resposta do hospedeiro a infecção. A virulência significa a habilidade do vírus em produzir agravamento a doença no hospedeiro. As infecções virais podem resultar em doença subaguda, aguda ou crônica. Nas infecções virais lentas, as lesões desenvolvem-se gradualmente e os sinais clínicos só aparecem após longos períodos de incubação. Os vírus podem infectar hospedeiros vertebrados por várias vias: Lesões na superfície epitelial (arranhões, feridas) Inoculação parenteral (picadas ou agulhas contaminadas) Transmissão venérea (atividade sexual-mucosa uretral ou vaginal) O epitélio escamoso estratificado da epiderme atua como uma barreira efetiva para as infecções. A membrana mucosa é coberta por uma camada de muco, sendouma barreira física mínima. No trato respiratório, devido as atividades do epitélio ciliado, realizam o deslocamento do contaminante para a cavidade oral. Os movimentos peristálticos realizam a remoção dos agentes infecciosos no trato intestinal. No trato urinário, o fluxo da urina faz com que ocorra a remoção dos agentes infecciosos. Já no trato gastrointestinal, o ambiente em si é geralmente desfavorável aos vírus, seno uma defesa imunológica local. Os sais biliares possuem efeito prejudicial no envelope, e por isso, a maioria dos vírus entéricos não são envelopados (com exceção do coronavírus). Após a infecção, ocorre a disseminação local de célula para célula. A liberação da progênie viral pode se: Superfície apical: favorece a infecção localizada em estruturas tubulares (passagens de ar, intestino...); Superfície basal: favorece a infeção sistêmica. Existem alguns fatores que podem limitar a disseminação sistêmica, como a ausência de receptores celulares apropriados, e a falta de células permissivas Na disseminação hematógena, ocorre replicação primária no local de entrada (viremia transitória) infectando vários órgãos e a multiplicação posteriormente é a viremia secundária persistente. O organismo utiliza vários mecanismos para eliminar o vírus da circulação, como: sistema complemento e anticorpos, células fagocitárias do sistema reticuloendotelial no fígado, baço, pulmões e linfonodos. Os vírus maiores são mais rapidamente eliminados. Algumas viremias nas quais o vírus livre no plasma tem curta duração (eliminação e o aparecimento de anticorpos neutralizantes), e vírus associados a células circulantes possuem período prolongado. A invasão tecidual e de órgãos através do sangue pode ocorrer em várias vias, relacionadas à interação do vírus com macrófagos ou células endoteliais vasculares. A disseminação nervosa ocorre por vírus neurotrópicos que podem invadir o SNC a partir dos nervos periféricos. Dentro do SNC a disseminação envolve difusão por meio das junções sinápticas. Refletem tanto a replicação do vírus nos tecidos quanto a resposta do hospedeiro. Alguns vírus matam as células nas quais se replicam, produzindo sinais clínicos que se relacionam aos sítios. Em algumas infecções virais, a perda de funções especializadas ou a redução da eficiência funcional em células infecciosas podem induzir aos sinais, por exemplo os hepatócitos e neurônios. As infeções nos tratos respiratório e intestinal frequentemente estão complicadas por infecções secundárias, contribuindo para o aparecimento dos sinais. Algumas espécies bacterianas da microbiota normal podem contribuir para essas infecções oportunistas. Vírus que tem como alvo células do sistema imunológico, os sinais clínicos são variados devido a infecção secundária. Existem infecções virais em que as lesões principais resultam em reações de hipersensibilidade e subsequentes alterações imunopatológicas. As epidemias virais em populações suscetíveis, ocorre consequências para animais que dependem de fatores individuais do hospedeiro, incluindo idade, estado imunológico, hereditariedade e nutrição. Os vírus respiratórios são transmitidos por aerossóis gerados por tosse e espirros. Os vírus entéricos são aqueles eliminados em grande quantidade nas fezes, geralmente podem sobreviver em ambientes inadequados. Os vírus que produzem infecção generalizadas são eliminadas por várias vias (saliva, sêmem, urina, leite). Procedimentos cirúrgicos ou amostras de sangue podem facilitar a disseminação, Alguns podem ser transmitidos de forma vertical, transplacentária. A manutenção da infecção em uma população requer infecção contínua de animais susceptíveis, existe dois mecanismos que o vírus utiliza: Infecção aguda: possui curso clínico curto, mas com eliminação de grande quantidade de vírus, são bastante contagiosos e sobreviverem por longos períodos no meio ambiente. Infecção persistente: curso prolongado de eliminação constante ou intermitente, podem ter caráter inicialmente aguda e persistem de forma lateral ou crônica. Os vírus que persistem no organismo, empregam várias estratégias: Vírus que produzem infecção não lítica: provavelmente os causadores de infecção crônica Vírus que tem capacidade de estabelecer infecções latentes (neurônios sensoriais) Vírus podem produzir infecções cíclicas de baixo grau, com pequeno número de células infecciosas em determinado período Patoguinomônico: lesão/infecção exclusiva de uma determinada doença. Os vírus possuem diversidade na capacidade de sobrevivência fora do hospedeiro. Alguns são mais resistentes a grande variação de pH e são estáveis no meio ambiente. Outros são mais sensíveis a raios UV e raios gama. Os vírus que são envelopados são facilmente inativados com clorofórmio, éter, detergentes e são termolábeis. No geral, são inativados em segundos a 60ºC, em minutos a 37ºC, em horas a 20ºC e em dias a 4ºC. Sobrevivem muito tempo a -70ºC ou congelado a seco, e muito tempo em nitrogênio líquido a - 196ºC. A liofilização é uma suspensão viral desidratada sob vácuo em ampolas de vidro. Isso faz com que os vírus importantes sejam preservados, e com que as vacinas virais vivas sejam armazenadas. A cultura de tecidos celulares é utilizada para a propagação. A inoculação em ovos embrionados e em animais de experimento é utilizado para isolamento e propagação. Para a produção de vacinas e pesquisas, é requerida para o isolamento e identificação de vírus envolvidos em doenças. Na cultura de tecidos, o crescimento e manutenção dos tecidos vivos ocorrem in vitro, por exemplo na cultura de fragmento de tecidos, que ainda é uma técnica utilizada para isolamento de vírus a partir de indivíduos com doenças persistentes. As células podem ser estocadas por longos períodos, em condições de temperatura abaixo de -130ºC e -196ºC (nitrogênio). Resulta na lesão das células infectadas, podendo ser detectada em microscópio óptico. Observa-se efeito citopático (ECP), onde as alterações das células infectadas incluem: alteração na forma, separação das células, fusão, presença de corpúsculo de inclusão e morte celular. É demonstrável somente por coloração, podendo ser composto por ácido nucléico viral, proteína viral, ou material celular alterado. Podem ser simples ou múltiplas, estar localizado no núcleo ou citoplasmas, ser acidofílico (corados pela eosina) ou basifílicos (corados pela hematoxilina). Os vírus que não causam ECP requerem métodos de detecção alternativo. Por exemplo, promover hemadsorção (ligação de hemácias à superfície das células infectadas). Utiliza-se testes sorológicos para identificar a espécie viral, e ensaios de neutralização são definitivos para a distinção de muitos vírus e para a definição de sorotipos. Já foi muito utilizado, e com o aperfeiçoamento das técnicas de cultivo celular, sua utilização diminuiu. Os ovos de boa procedência são livres de patógenos específicos (LPE), podendo ser utilizado em várias vias de inoculação. A via escolhida para a inoculação é determinada pela afinidade tecidual de cada vírus específico. As evidências no crescimento viral incluem: a morte ou pouco crescimento do embrião, a formação de vesicopústulas nas membranas. Por razões éticas, são pouco utilizados.Em alguns vírus a utilização de cultivo celular tem valor limitado e a inoculação em animais continua sendo de preferência. Em camundongos lactentes, é utilizado para detecção de vírus transmitidos por artrópodes e no vírus da raiva. A produção e avaliação de vacinas, investigação de mecanismos patogênicos relacionados a infecção viral e a resposta imunológica do hospedeiro são utilizados esse método. Nos mecanismos de lesão celular, o vírus citopático mata a célula hospedeira. A necrose celular é resultando do efeito acumulativo de várias alterações bioquímicas induzidas pela replicação viral, e produzindo de lesões ultra estruturais. Nas interações virais não citopáticas, os retrovírus geralmente não são citopáticos e não interferem na síntese proteica das células hospedeiras, produzindo infecção persistente, com alterações progressivas que algumas vezes levam a morte celular. Sobre a oncogênese viral, vários vírus tanto DNA quanto RNA causam transformações neoplásicas nas células, onde a transformação resulta na interferência com sinais de crescimento das células. Originalmente, são reconhecidos os retrovírus, tem sido identificado em mais de 60 oncogenes, chamados de v-onc. Os genes celulares c- onc ou proto-oncogenes estão presentes em células normais. Aceita-se que os genes v-onc de retrovírus foram adquiridos durante a evolução desses vírus após interação do vírus e da célula hospedeira. Essa família pode exercer efeito oncogênico (carream genes v-onc e causam superexpressão ou expressão inadequada de genes c-onc) As oncogêneses de vírus DNA geralmente não são derivadas de genes celulares, a oncogênese celular codifica proteínas essenciais à replicação viral, e se o ciclo de replicação é reduzido, pode ocorrer superexpressão de produtos do gene, induzindo a replicação descontrolada da célula hospedeira. Existem alguns critérios para a classificação viral.: A diferenciação vírus X outros microrganismos (método de filtragem) Todas as características das doenças serviam para a sua classificação Microscopia eletrônica- classificação de acordo com a sua morfologia São classificados em: ordem, família, subfamília e gênero, baseado no tipo de ácido nucléico, organização do genoma, estratégia de replicação e estrutura do vírion. A classificação em espécie segue os seguintes critérios, mas não está regulamentada pelo Comitê Internacional da Nomenclatura de Vírus: Homologia da sequência do genoma Hospedeiros naturais Tropismo de tecido e células Patogenicidade e citopatologia Forma de transmissão Propriedades físico químicas Propriedades antigênicas A classificação prática não oficial: epidemiológico e/ou anatomo-patológico. Respiratório: penetra por inalação e produzem infecção e doença no trato respiratório Entérico: Penetra pela via oral e se replica no trato intestinal Arbovírus: replicam e é transmitido por vetores artrópodes, Vírus oncogênico: com potencial para induzir transformação celular e tumores no hospedeiro. ◦ 1. Poxviridae: Bouba aviária ◦ 2. Asfaviridae: Peste suína africana ◦3. Herpesviridae: Rinotraqueíte infecciosa bovina ◦ 4. Adenoviridae: Hepatite infecciosa canina ◦ 5. Papilomaviridae: Papilomatoses ◦ 6. Parvoviridae: Parvovirose canina ◦ 7. Circoviridae: Circovirose suína ◦ 8. Picornaviridae: Febre aftosa ◦ 9. Caliciviridae: Calicivirose feline ◦ 10. Togaviridae: Encefalites equina ◦ 11. Flaviviridae: Diarreia viral bovina ◦ 12. Coronaviridae: Peritonite infecciosa felina ◦ 13. Paramyxoviridae: Cinomose ◦ 14. Rhabdoviridae: Raiva ◦ 15. Filoviridae: Ebola ◦ 16. Orthomyxoviridae: Gripe aviária ◦ 17. Bunyaviridae: Hantavirose ◦ 18. Reoviridae: Doença da língua azul ◦ 19. Birnaviridae: Doença de Gumboro ◦ 20. Retroviridae: Leucemia felina Outras famílias não tão comuns: ◦ Polyomaviridae: Polioma de maníferos ◦ Hepadnaviridae: Hepatite dos marrecos ◦ Astroviridae: Astroviruse dos perus ◦ Arteriviridae: Arterite equina ◦ Bornaviridae: Doença de Borna ◦ Arenaviridae: Coriomeningite linfocítica dos camundongos Estar infectado não significa estar doente. Por exemplo, posso estar infectado com o coronavírus e não adoecer, e também posso passar para alguém susceptível e que seja grupo de risco que possa vir a adoecer. Nós no infectamos com algum vírus por exemplo, e os objetos inanimados ficam contaminados. Ou por exemplo, o pelo do animal está contaminado, mas para o animal estar infectado o mesmo deve estar dentro do organismo. Infecção aguda: tem a inoculação do microrganismo, o auge a multiplicação do microrganismo, e a queda da infecção devido a uma resposta imunológica adequada. É uma replicação maciça viral que tem um pico, e quando tem uma resposta imunológica, a mesma cai. Possui um curto período de tempo em que o vírus replica no organismo do hospedeiro. É a eficiência e a rapidez em que o vírus se replica e produz progênie. É a rapidez em que também diminui sua replicação. É a grande quantidade de vírus excretado e secretado no período favorecendo a transmissão. Ela se refere a cinética de replicação viral (nível e tempo) e não as manifestações clínicas, mas a maioria das vezes o sistema imune não consegue controlar essa infecção, resultando em doença severa Infecção persistente: tem uma infecção aguda, as replicações virais se mantem constante, até que novamente pode ter uma manifestação clínica É a persistência do vírus ou do genoma viral no hospedeiro por longos períodos. Ela tem início por uma infecção aguda que pode ou não demonstrar sinal clínico. A replicação e excreção viral são baixos e algumas vezes de difícil detecção. Os microrganismos possuem vários mecanismos para se manterem persistentes, principalmente os intracelulares obrigatórios, pois se eles entram dentro da célula, eles conseguem se manter imperceptíveis ao sistema imune. Quando falamos da persistência viral, significa que é o vírus inteiro dentro de uma célula. No caso de persistência do genoma viral, é a permanência de um vírus na célula sem metabolização/replicação (sem o vírus latente). Por exemplo, o vírus do HIV permanece em persistência dentro da célula, e o Herpes vírus permanece latente (genoma viral) Essa fase se subdivide em: 1- Infecção latente 2- Infecção persistente ou crônica 3- Infecção persistente temporária. Infecção latente: inicia-se como uma infecção aguda, vai ficando menos intenso até que ela some e permanece ali, mas sem multiplicação. É a presença do genoma viral na célula do hospedeiro, sem replicação ou produção de vírus. As células do hospedeiro não são reconhecidas como infectadas pelo sistema imunológico. O genoma viral não se integra aos cromossomos da célula, permanecendo como epissomo. Quando ocorre uma situação de estresse a infecção pode ser reativada e o vírus tem comportamento de infecção aguda, com apresentação cínica mais branda. É uma forma de perpetuação viral. Infecção persistente temporária: tem uma fase aguda, uma persistência até que o microrganismo para de se replicar. É a persistência viral em apenas alguns hospedeiros e por períodos variáveis. Infecção persistente crônica: Ocorre a replicação viral contínua e por tempo ilimitado nos tecidos do hospedeiro, só que essa replicação é mínima. É possível detectar o agente infeccioso a qualquer momento após a infecção aguda, pois está ativo. Ela se estabelece porque o sistema imunológico do hospedeiro não consegue erradicar o vírus durante a infecção aguda. O vírus coexistente com o sistema imunológico que mantem o controle parcial da infecção, sem conseguireliminá-lo totalmente. Não deixa com que o vírus se multiplique em larga escala, sem que tenha uma infecção aguda. São complexos e pouco esclarecidos. Entretanto, a manutenção viral deve preencher três condições essenciais: 1- O vírus é capaz de causar infecção não citopática (não causa morte celular). A não produção de efeito citopático nas células do hospedeiro, tornam o vírus mais propenso a estabelecer uma infecção persistente. 2- É capaz de ter seu genoma viral dentro da célula hospedeira (forma latente) A infecção do vírus em células semipermissivas, as quais não permitem uma replicação lítica (a célula não permite que o vírus entre e se multiplica dentro dela e cause lise), tendo então sua replicação interrompida se tornando latente. A infecção se manteria com sucessivas replicações em um número pequeno de células (infecção crônica). A manutenção do genoma viral deverá ocorrer de duas formas: integração do genoma viral no cromossomo da célula; e genoma viral como elemento extracromossomal no núcleo da célula (latente). 3- Evasão da resposta imune do hospedeiro Mecanismos mais utilizados para a evasão da resposta imunológica: ficar latente; infectar locais de difícil acesso ao sistema imune; variação antigênica (mutação); tolerância imunológica; e interferir com células ou moléculas do sistema imune. Provavelmente nenhuma infecção persistente seja mantida por apenas um desses mecanismos.
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