TUDO SOBRE O INFLUENZA (estrutura, composição, replicação)

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Vitória Farias – 2º semestre de Medicina 
 
{ Vírus - Influenza }
CARACTERÍSTICAS DOS VÍRUS 
 
▬ Não são considerados organismos vivos; 
▬ São parasitos intracelulares obrigatórios, 
porque dependem da maquinaria 
biossintética de células vivas para se 
multiplicar. 
▬ Induzem a síntese de estruturas 
especializadas que podem transferir o 
ácido nucleico viral para outras células. 
▬ Eles têm poucas ou mesmo nenhuma 
enzima própria para seu metabolismo. Por 
exemplo, não têm enzimas para a síntese 
proteica e a geração de ATP, por isso 
depende da célula hospedeira. 
▬ Contêm um único tipo de ácido nucleico, 
DNA ou RNA. 
▬ Contêm um revestimento proteico (às 
vezes recoberto por um envelope de 
lipídeos, proteínas e carboidratos) que 
envolve o ácido nucleico. 
 
ESTRUTURA VIRAL 
 
Um vírion é uma partícula viral infecciosa 
completa, totalmente desenvolvida, composta 
por um ácido nucleico e envolta por um 
revestimento proteico que a protege do meio 
ambiente. Os vírus são classificados de acordo 
com o ácido nucleico que possuem e por 
diferenças nas estruturas de seus envoltórios. 
 
→ Ácido nucleico: Os vírus podem possuir 
tanto DNA como RNA, mas nunca ambos. 
O ácido nucleico dos vírus pode ser de fita 
simples ou dupla. Assim, existem vírus que 
apresentam o familiar DNA de dupla-fita, 
DNA de fita simples, RNA de dupla-fita e 
RNA de fita simples. Dependendo do vírus, 
o ácido nucleico pode ser linear ou 
circular. Em alguns vírus (como o vírus da 
gripe), o ácido nucleico é segmentado. 
 
→ Proteína viral: As proteínas estruturais 
dos vírus desempenham várias funções 
importantes. O principal objetivo é 
facilitar a transferência do ácido nucleico 
viral de uma célula hospedeira para outra. 
Servem para proteger o genoma viral 
contra a inativação por nucleases; além 
disso, participam na fixação da partícula 
viral a uma célula suscetível e são 
responsáveis pela simetria estrutural da 
partícula viral. As proteínas determinam 
as características antigênicas do vírus. A 
resposta imunológica protetora do 
hospedeiro é dirigida contra 
determinantes antigênicos das proteínas 
ou glicoproteínas expostas na superfície 
da partícula viral. Algumas proteínas de 
superfície também podem exibir 
atividades específicas, como, por 
exemplo, a hemaglutinina do vírus 
influenza, que aglutina eritrócitos. 
 
→ Capsídeo: O ácido nucleico de um vírus é 
protegido por um revestimento proteico 
chamado de capsídeo. A estrutura do 
capsídeo é determinada basicamente pelo 
ácido nucleico do vírus e constitui a maior 
parte da massa viral, sobretudo dos vírus 
menores. Cada capsídeo é composto de 
subunidades proteicas, denominadas 
capsômeros. Em alguns vírus, as proteínas 
que compõem os capsômeros são de um 
único tipo; em outros, vários tipos de 
proteínas podem estar presentes. 
 
 
→ Envelope: Em alguns vírus, o capsídeo é 
envolto por um envelope, que geralmente 
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consiste em uma combinação de lipídeos, 
proteínas e carboidratos. Alguns vírus 
animais são liberados da célula 
hospedeira por um processo de extrusão, 
no qual a partícula é envolta por uma 
camada de membrana plasmática celular 
que passa a constituir o envelope viral. Em 
muitos casos, o envelope contém 
proteínas codificadas pelo genoma viral 
juntamente com materiais derivados de 
componentes normais da célula 
hospedeira. Os vírus cujos capsídeos não 
são envoltos por um envelope são 
conhecidos como vírus não envelopados. 
Nesse caso, o capsídeo protege o ácido 
nucleico viral do ataque das nucleases 
presentes nos fluidos biológicos e 
promove a ligação da partícula às células 
suscetíveis. 
 
→ Espículas: Dependendo do vírus, os 
envelopes podem ou não apresentar 
espículas, constituídas por complexos 
carboidrato-proteína que se projetam da 
superfície do envelope. Alguns vírus se 
ligam à superfície da célula hospedeira 
através das espículas, que são 
características tão marcantes de alguns 
vírus que podem ser utilizadas para a 
identificação. A capacidade de 
determinados vírus, como o influenza, de 
agregar hemácias está associada à 
presença das espículas. Esses vírus se 
ligam aos hemácias, formando pontes 
entre eles. A agregação resultante, 
chamada de hemaglutinação, é a base de 
diversos testes laboratoriais úteis. 
 
 
 
Os vírus Orthomyxoviridae (vírus 
influenza) constituem um importante 
determinante de morbidade e mortalidade 
causadas por doenças respiratórias, e algumas 
vezes ocorrem surtos de infecção em forma de 
epidemia mundial. 
A influenza já foi responsável por milhões 
de mortes no mundo inteiro. A mutabilidade e 
a elevada frequência do rearranjo genético, 
bem como as consequentes alterações 
antigênicas nas glicoproteínas da superfície 
viral, tornam os vírus influenza um verdadeiro 
desafio em termos de controle. 
 
PROPRIEDADES DOS ORTOMIXOVÍRUS 
 
São conhecidos três tipos imunológicos de 
vírus influenza, designados pelas letras A, B e 
C. Verifica-se a contínua ocorrência de 
alterações antigênicas no grupo A dos vírus 
influenza e, em menor grau, no grupo B, 
enquanto o tipo C parece ser antigenicamente 
estável. 
 
1. Estrutura e composição 
 
 
 
A partícula viral é circundada por um 
envelope lipídico derivado da célula. Duas 
glicoproteínas codificadas pelo vírus, a 
hemaglutinina (HA) e a neuraminidase (NA), 
são inseridas no envelope e expostas, em 
forma de espículas de cerca de 10 nm de 
comprimento, sobre a superfície da partícula. 
Essas duas glicoproteínas de superfície 
constituem os antígenos importantes que 
determinam a variação antigênica dos vírus 
influenza e a imunidade do hospedeiro. A HA 
representa cerca de 25% da proteína viral, e a 
NA, cerca de 5%. A proteína do canal iônico M2 
ORTOMIXOVÍRUS 
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e a proteína NS2 também são encontradas no 
envelope, porém existem apenas algumas 
cópias por partícula. Devido à natureza 
segmentada do genoma, quando uma célula é 
coinfectada por dois vírus diferentes de 
determinado tipo, as misturas de segmentos 
dos genes parentais podem ser reunidas na 
progênie de vírions. Esse fenômeno, 
denominado reagrupamento genético, pode 
resultar em alterações súbitas nos antígenos 
da superfície viral - uma propriedade que 
explica as características epidemiológicas da 
influenza e que constitui um problema 
significativo para o desenvolvimento de 
vacinas. 
 
2. Hemaglutinina: A proteína HA do vírus 
influenza liga as partículas virais a células 
suscetíveis e constitui o principal agente 
contra o qual são dirigidos os anticorpos 
neutralizantes (protetores). A variabilidade da 
HA é primariamente responsável pela contínua 
evolução de novas cepas e epidemias 
subsequentes de influenza. A hemaglutinina 
deve seu nome à sua capacidade de aglutinar 
eritrócitos em determinadas condições. 
 
3. Neuraminidase: A antigenicidade da NA, a 
outra glicoproteína encontrada na superfície 
das partículas virais do influenza, também é 
importante na determinação do subtipo do 
vírus influenza isolado. A espícula sobre a 
partícula viral é um tetrâmero, composto de 
quatro monômeros idênticos. Existe um 
pedículo delgado que termina por uma cabeça 
em forma de caixa. A NA possui um sítio 
catalítico no ápice de cada cabeça, de modo 
que cada espícula de NA contém quatro locais 
ativos. A NA atua no final do ciclo de replicação 
viral. Trata-se de uma enzima sialidase que 
remove o ácido siálico dos glicoconjugados. 
Facilita a liberação das partículas virais das 
superfícies das células infectadas durante o 
processo de brotamento e ajuda a evitar a 
autoagregação dos vírions ao remover os 
resíduos do ácido siálico das glicoproteínas 
virais. É possível que a NA ajude o vírus a 
transpor a camada de mucina nas vias 
respiratórias para alcançar as células-alvo 
epiteliais. 
 
3. Drift: O impulso antigênico é devido ao 
acúmulo de mutações puntiformes no gene, 
resultando em alterações dos aminoácidos na 
proteína. As alteraçõesna sequência podem 
afetar os locais antigênicos na molécula, de 
modo que o vírion consegue escapar ao 
reconhecimento pelo sistema imunológico do 
hospedeiro. O sistema imunológico não causa 
variação antigênica, mas outras funções, como 
a força de seleção que permite a expansão de 
novas variantes antigênicas. Uma variante 
deve sofrer duas ou mais mutações para que 
surja uma nova cepa epidemiologicamente 
significativa. 
 
4. Shift: A mudança antigênica reflete 
alterações drásticas na sequência de uma 
proteína da superfície viral, alterações essas 
demasiado extremas para serem explicadas 
pela ocorrência de mutação. Os genomas 
segmentados dos vírus influenza sofrem 
rápido reagrupamento em células duplamente 
infectadas. O mecanismo para o deslocamento 
consiste no reagrupamento genético entre os 
vírus influenza humanos e os aviários. Os vírus 
influenza B e C não exibem mudança 
antigênica, visto que existem poucos vírus 
relacionados em animais. 
 
REPLICAÇÃO DO VÍRUS INFLUENZA 
 
1. Fixação, penetração e desnudamento do 
vírus: Antes de tudo, o vírus precisa se fixar na 
célula. Para isso, ele se liga ao ácido siálico da 
superfície celular através do sítio receptor 
localizado no ápice do grande glóbulo da HA. 
Em seguida, acontece a endocitose mediada 
por receptor, em que as partículas virais são 
internalizadas em endossomos. A etapa 
seguinte envolve a fusão entre o envelope viral 
e a membrana celular, desencadeando o 
processo de desnudamento. O pH baixo, 
existente no interior do endossomo, é 
necessário à fusão da membrana mediada pelo 
vírus, que libera RNP virais no citosol. O pH 
ácido provoca uma alteração estrutural da HA, 
colocando o "peptídeo de fusão" HA2 em 
contato correto com a membrana. A proteína 
do canal iônico M2 presente no vírion permite 
a entrada de íons do endossomo na partícula 
viral, desencadeando a alteração estrutural da 
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HA. Em seguida, os nucleocapsídeos virais são 
liberados no citoplasma celular. A clivagem 
que separa HAl e HA2 é necessária para que a 
partícula viral seja infecciosa, sendo mediada 
por proteases celulares. Os vírus influenza 
normalmente permanecem confinados às vias 
respiratórias, visto que as enzimas proteases 
que clivam a HA são abundantes apenas nesses 
locais. Foram observados exemplos de vírus 
mais virulentos que se adaptaram para utilizar 
uma enzima mais onipresente, como a 
plasmina, para clivar a HA e promover infecção 
disseminada das células. A extremidade 
aminoterminal de HA2, gerada por clivagem, é 
necessária à fusão do envelope viral com a 
membrana celular - etapa essencial no 
processo da infecção viral. A presença de pH 
baixo deflagra uma alteração estrutural que 
ativa a atividade de fusão. 
 
2. Transcrição e tradução: Os mecanismos de 
transcrição utilizados pelos ortomixovírus 
diferem acentuadamente daqueles 
observados em outros vírus do RNA devido à 
maior participação das funções celulares. A 
transcrição viral ocorre no núcleo. Os RNAm 
são produzidos a partir dos nucleocapsídeos 
virais. A polimerase codificada pelo vírus, 
constituída por um complexo das três 
proteínas P, é primariamente responsável pela 
transcrição. Sua ação deve ser orientada pelas 
terminações 5' metiladas e revestidas 
provenientes de transcrições celulares recém-
sintetizadas pela RNA-polimerase II celular, o 
que explica o porquê a replicação do vírus 
influenza é inibida pela dactinomicina e pela α-
amanitina, que bloqueiam a transcrição 
celular, enquanto outros vírus do RNA não são 
afetados, uma vez que não utilizam 
transcrições celulares na síntese do RNA viral. 
Seis dos segmentos do genoma produzem 
RNAm monocistrônicos, traduzidos no 
citoplasma em seis proteínas virais. As duas 
outras transcrições sofrem junção, produzindo 
cada qual dois RNAm traduzidos em diferentes 
quadros de leitura. Nas fases iniciais, após a 
infecção, ocorre a síntese preferencial das 
proteínas NS1 e NP. Em um estágio mais 
tardio, as proteínas estruturais são 
sintetizadas em alta velocidade. As duas 
glicoproteínas, HA e NA, são modificadas por 
meio da via secretora. A proteína não 
estrutural NS1 do vírus influenza desempenha 
um papel pós-transcricional na regulação da 
expressão gênica viral e da celular. A proteína 
NS1 liga-se a sequências poli(A), inibe a fixação 
pré-RNAm e a exportação nuclear de RNAm 
que sofreram junção, assegurando um 
reservatório de moléculas celulares doadoras 
para fornecer os primers necessários à síntese 
do RNAm viral. A proteína NS2 interage com a 
proteína M1 e está envolvida na exportação 
nuclear dos RNP virais. 
 
3. Replicação: A replicação do genoma viral é 
efetuada pelas mesmas proteínas polimerases 
codificadas pelos vírus envolvidas na 
transcrição. Os mecanismos que regulam as 
funções alternativas de transcrição e 
replicação das mesmas proteínas estão 
relacionados com a abundância de uma ou 
mais das proteínas do nucleocapsídeo viral. A 
exemplo dos outros vírus de fita negativa, os 
modelos para a síntese do RNA viral 
permanecem recobertos com 
nucleoproteínas. Os únicos RNA totalmente 
livres são os RNAm. A primeira etapa na 
replicação do genoma consiste na produção de 
cópias de fitas positivas de cada segmento. 
Essas cópias antigenômicas diferem dos RNAm 
em ambas as terminações; as extremidades 5' 
não são revestidas, enquanto as extremidades 
3' não estão truncadas nem poliadeniladas. 
Essas cópias servem de modelo para a síntese 
de cópias fiéis do RNA do genoma. Como 
existem sequências comuns em ambas as 
extremidades de todos os segmentos de RNA 
virais, elas podem ser reconhecidas de 
maneira eficiente pelo mecanismo de síntese 
do RNA. O entrelaçamento de segmentos do 
genoma provenientes de diferentes vírus 
parentais em células coinfectadas é 
provavelmente responsável pela alta 
frequência de reagrupamento genético típico 
dos vírus influenza dentro de um mesmo 
gênero. Foram observadas frequências de 
reagrupamento de até 40%. 
 
4. Maturação: O vírus amadurece por 
brotamento a partir da superfície da célula. Os 
componentes virais chegam ao local de 
brotamento por diferentes vias. Os 
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nucleocapsídeos são organizados no núcleo e 
migram para fora da superfície celular. As 
glicoproteínas HA e NA são sintetizadas no 
retículo endoplasmático, modificadas e 
organizadas em trímeros e tetrâmeros, 
respectivamente, sendo inseridas na 
membrana plasmática. A proteína M1 atua 
como ponte, ligando o nucleocapsídeo às 
extremidades citoplasmáticas das 
glicoproteínas. A progênie de virions brota 
para fora da célula. Durante essa sequência de 
eventos, a HA é clivada em HA1 e HA2 quando 
a célula hospedeira tem a enzima proteolítica 
apropriada. A NA remove os ácidos siálicos 
terminais das glicoproteínas da superfície 
celular e viral, facilitando a liberação das 
partículas virais da célula e impedindo sua 
agregação. Muitas das partículas não são 
infecciosas. Algumas vezes, as partículas não 
formam capsídeos em torno de todo o 
complemento dos segmentos genômicos; com 
frequência, um dos grandes segmentos de 
RNA está ausente. Essas partículas não 
infecciosas são capazes de provocar 
hemaglutinação, podendo interferir na 
replicação do vírus intacto. Na atualidade, 
dispõe-se de sistemas de genética reversos 
que permitem a geração de vírus influenza 
infecciosos a partir de cDNA clonados de 
segmentos de RNA virais, permitindo os 
estudos funcionais e de mutagênese.