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Maria Eduarda de Alencar - Odontologia 2019.2 Características Gerais dos Vírus Introdução → Os vírus são elementos genéticos que tem a capacidade de se replicar independente dos cromossomos – diferente de bactérias, por exemplo – entretanto essa replicação só é possível dentro de uma célula viva – vegetal, animal ou microrganismos – pois eles não possuem um aparato enzimático suficiente para essa ação, tornando necessário o uso da maquinaria celular, isso caracteriza esses microrganismos como parasitas celulares obrigatórios; OBS.: Os vírus tem uma natureza particulada – é capaz de se replicar formando seus componentes separadamente. → Aqueles que defendem que ele é um ser vivo utilizam a capacidade de replicação e a existência de uma estrutura protetora de seu material genético como argumentos para apoiar tal teoria. Enquanto que o fato de eles serem parasitas celulares obrigatórios é usado por quem defende que ele não é um ser vivo; → Em relação ao tamanho, os vírus são considerados os menores microrganismos existentes – 10 a 300 nm – podendo ser visualizados apenas através da microscopia eletrônica. Porém, esses microrganismos tão pequenos e simples morfologicamente – material genético, capsídeo e, em alguns casos, envelope – são capazes de controlar e redirecionar o metabolismo celular para seu próprio benefício, podendo causar grandes danos à célula hospedeira; → Material Genético Viral: Pode ser DNA ou RNA – uma das 1° moléculas a ser formada – com exceção do Mimivírus (família: Mimiviridae) que apresenta os dois ácidos nucléicos em seu genoma. O ácido nucléico contém os genes responsáveis pelas informações genéticas para a decodificação de proteínas. Essas proteínas são capazes de induzir respostas imunológicas específicas – o organismo produz anticorpos específicos para cada vírus; OBS.: O mecanismo de replicação viral favorece frequentes mutações, isso muitas vezes faz com que ocorrendo um novo contato o vírus não seja reconhecido pelo sistema imune logo. → Tropismo viral: Capacidade de um vírus infectar especificamente determinadas células de um organismo vivo e não outras. Essa característica vai influenciar no tipo de doença causada, por exemplo, vírus que infectam células do sistema imune vão gerar problemas na atividade delas. A interação vírus-hospedeiro vai influenciar tanto na transmissão quanto na capacidade de o vírus burlar o sistema imune – uma resposta exacerbada pode contribuir para gerar maiores danos, piorando o quadro da doença. Taxonomia Viral → Os vírus podem ser agrupados de acordo com as suas propriedades físico, químicas e biológicas, assim como as das células que infectam. Dessa forma, eles podem ser classificados de acordo com o tipo de ácido nucleico, simetria do capsídeo, presença ou ausência do envelope, tamanho e sensibilidade as substâncias químicas; → As características virais são consideradas para classificar os vírus em ordens, famílias e, em alguns casos, em subfamílias e gêneros. Os vírus são normalmente agrupados em ordens, cuja nomenclatura tem a terminação – virales; famílias com terminação – viridae; subfamílias com a terminação – virinae; gênero, terminado em – vírus e espécies, cuja nomenclatura é o nome do vírus em inglês; → Classificação de Baltimore: • Classe I: DNA de fita dupla. Ex: Adenovírus, Herpesvírus e Poxvírus; • Classe II: DNA de fita simples positiva: Ex: Parvovírus; • Classe III: RNA de fita dupla. Ex: Reovírus, Birnavírus; • Classe IV: RNA de fita simples positiva. Ex: Picornavírus e Togavírus; • Classe V: RNA de fita simples negativa. Ex: Orthomixovírus e Rhabdovírus; • Classe VI: RNA de fita simples positiva, com DNA intermediário no ciclo biológico do vírus. Ex: Retrovírus; • Classe VII: DNA de fita dupla com RNA intermediário. Ex: Hepadnavírus. Estrutura Viral → Basicamente os vírus são compostos por dois componentes essenciais, uma parte central, denominada cerne, onde se encontra o genoma, associado a uma capa proteica denominada capsídeo, eles formam juntos o nucleocapsídeo; Ácido nucléico1 + Capsídeo2 = Vírus 1 Alberga a informação genética 2 Protege o genoma, é também a principal estrutura responsável pela indução da resposta imune do hospedeiro → Ao final da replicação, são formadas partículas virais completas e infecciosas – vírion – e partículas incompletas e não infecciosas. Em alguns gêneros o vírion é composto apenas por nucleocapsídeo e em outros ele possui uma membrana lipoprotéica externa, o envelope – adquirido muitas vezes no momento de saída da célula, quando levam parte da membrana plasmática; OBS.: Em vírus envelopados, os lipídeos se apresentam na forma de fosfolipideos, o que auxilia a entrada do vírus na célula hospedeira e confere uma maior proteção do microrganismo. → Propriedades Físico-Químicas e Biológicas Dos Vírus: Massa molecular, pH, temperatura, estabilidade iônica, densidade, suscetibilidade a agentes físicos e químicos, composição proteica (de carboidratos e de lipídios), natureza e afinidade antigênica, tropismo, transmissão e patogenicidade; → Simetrias: A partir do arranjo estrutural do nucleocapsídeo os vírus podem apresentar simetria icosaédrica, helicoidal e complexa; • Icosaédrica1: Assemelham-se a cristais, o capsídeo está organizado como um polígono retangular, nos vértices dos triângulos são encontrados os capsômeros – unidades formadoras de capsídeos – classificados em Hexâmetros – seis lados – e em Pentâmeros – cinco lados. Ex.: Adenovírus, os Picornavírus, os Rinovírus; 1 Figura geométrica com vinte faces iguais • Helicoidal: Ácido nucléico circundado por um capsídeo cilíndrico como uma estrutura de hélice, podendo ser helicoidal rígido, que se assemelha a bastonetes, e helicoidal frouxo, cujos nucleocapsídeos se dobram em forma de novelos, geralmente irregulares, assumindo um aspecto polimórfico. Ex.: Influenza e o vírus do Mosaico do Tabaco; • Complexa: Minoria, apresentam duas cadeias peptídicas na constituição do capsídeo, sua forma resulta da suborganização de cada um dos componentes da partícula viral, como é o caso dos bacteriófagos – parasitam bactérias, introduzindo nelas o material genético, possuem uma estrutura composta por cabeça poligonal, cauda, bainha contrátil, placa basal e fibras, alguns são icosaédricos. Ex.: Poxvírus; → Estrutura do Genoma Viral: Depende do ácido nucléico. DNA possui citosina, guanina, adenina e timina, fita dupla e fita única. O RNA possui citosina, guanina, adenina e uracila, fita dupla e fita única. Fitas positivas de RNA são fitas que contém o código que será traduzido pelos ribossomos. Fitas positivas de DNA são fitas que contém a mesma base sequencial do RNA mensageiro. Fita negativa de RNA ou DNA é a fita com base sequencial complementar à fita positiva. Ciclo Viral → A replicação viral ocorre no interior da célula do hospedeiro e segue algumas etapas; • Adsorção - Ligação de uma molécula presente na superfície da partícula viral com os receptores específicos da membrana celular do hospedeiro; - Vírus Envelopados: As estruturas de ligação se apresentam em forma de espículas. Ex.: Paramyxovírus; - Vírus sem Envelope: A ligação célula-vírus geralmente está relacionada a um grupo de polipeptídios estruturais. Ex.: Papilomavírus; - Para haver a adsorção é necessária uma ponte entre as proteínas mediadas por íons livres de Ca2+ e Mg2+, visto que proteínas apresentam carga negativa. O tropismo viral, pH, temperatura e envoltórios com glicoproteínas são fatores que influenciam na ligação; • Penetração - Entrada do vírus na célula. Pode ser feita de duas formas: fusão e viropexia; - Fusão: A membrana células e o envelope do vírus se fundem. Ex.: Família Paramixoviridae, a proteína F catalisa a ligação da membrana com o envelope; - Viropexia: Invaginação da membrana celular mediada por receptores epor proteínas, denominadas clatrinas, que revestem a membrana internamente; - Existe uma temperatura adequada para que funcionamento desses mecanismos, que fica em torno de 37 °C, para vírus que replicam em células de vertebrado; • Desnudamento - Remoção do capsídeo pela ação de enzimas celulares existentes nos lisossomos, expondo o genoma viral, acompanhada de um aumento do número de partículas infecciosas na célula hospedeira; - Vírus de DNA: Fazem síntese no núcleo, com exceção do Poxvírus – precisa da polimerase, encontrada no núcleo da célula; - Vírus de RNA: Faz a síntese viral no citoplasma, com exceção do vírus Influenza – já possui a enzima polimerase; • Síntese Viral - Formação das proteínas estruturais e não estruturais a partir dos processos de transcrição – processo de formação do RNA mensageiro a partir do DNA – e tradução – processo de conversão de uma molécula, ou sequência nucleotídicas, em aminoácidos, formando uma proteína; - Transcrição: Os vírus de RNA realizam a transcrição reversa formando o DNA complementar (RNA’ → DNA’ → RNA), devido à presença da enzima transcriptase reversa (família Retroviridae). Os vírus da classe VII apresentam um RNA intermediário de fita simples, maior do que o DNA de cadeia dupla que o originou (DNA’ → RNA → DNA) - Tradução: Ocorre no citoplasma da célula hospedeira (vírus das classes I, III, IV e V) e no núcleo (vírus da classe II). Em todas essas classes o RNA mensageiro sintetizado vai se ligar aos ribossomos codificando a síntese das proteínas virais. As primeiras proteínas a serem sintetizadas são chamadas de estruturais, pois vão formar a partícula viral. As tardias são as proteínas não estruturais, que participam do processo de replicação viral; • Montagem e Maturação - União das proteínas ao genoma, formando o nucleocapsídeo; OBS.: Alguns vírus, como o Rotavírus apresentam mais de um capsídeo. - Maturação: Formação das partículas virais completas, os vírions, que em alguns casos requerem a obtenção do envoltório lipídico ou envelope; - Esse processo de condensação das partes depende de enzimas virais e celulares, podendo ocorrer no citoplasma – vírus de RNA – ou no núcleo – vírus de DNA; • Liberação - Saída do vírus da célula, pode ocorrer por lise celular – vírus não envelopados – ou por brotamento – vírus envelopados; - Lise Celular: Ciclo lítico, a quantidade de vírus produzida no interior da célula é tão grande que a célula se rompe, liberando novas partículas virais que vão entrar em outras células; - Brotamento: Os nucleocapsídeos migram para a face interna da membrana celular e saem por brotamento, levando parte da membrana. Replicação dos Bacteriófagos → Ciclo Lítico: Nesse ciclo há uma rápida replicação do genoma viral, montagem e liberação de vírions. O vírus insere o seu material genético na célula hospedeira, o ácido nucleico viral então atua interrompendo as funções normais da bactéria, produzindo tantas partículas virais que ao encher a célula, a arrebenta, liberando um grande número de novos vírus; → Ciclo Lisogênico: O vírus insere seu ácido nucleico na célula hospedeira, onde este torna-se parte do DNA da célula infectada, sem interromper suas funções normais. Durante a mitose, o material genético da célula com o do vírus incorporado sofre duplicação, gerando células- filhas com o novo genoma. Logo, a célula infectada transmitirá as informações genéticas virais sempre que passar por mitose e todas as células estarão infectadas também. Patogênese da Infecção Viral → A doença viral ocorre em consequência da infecção viral em um hospedeiro, este pode – infecção inaparente ou subclínica – ou não – infecção sintomática ou aparente – apresentar sinais e sintomas clínicos em decorrência dessa infecção viral; OBS.: Algumas infecções virais podem causar síndromes – um grupo de sinais e sintomas específicos. OBS.: Um mesmo vírus pode causar sintomas clínicos diferentes, assim como vírus diferentes podem causar os mesmos sintomas. → Os sinais e sintomas observados no hospedeiro são determinados por características específicas do agente, e também do hospedeiro, as quais são influenciadas por fatores genéticos de ambos; → Patogênese viral refere-se à interação de fatores virais e do hospedeiro, que levam à produção de doença. Um vírus patogênico tem que ser capaz de infectar e causar sinais da doença em um hospedeiro susceptível. No processo da patogênese pode-se observar doenças mais severas e doenças mais brandas – depende da virulência do vírus e das respostas imunológicas do hospedeiro → Respostas Imunológicas do Hospedeiro: Podem ocorrer de três formas, ausência de alterações aparentes, efeito citopático (CPE) seguido de morte e transformação celular – crescimento alterado; → As infecções podem se apresentar de várias formas: Localizada ou disseminada, sintomática ou inaparente, aguda ou crônica; OBS.: Período de latência, é o período de persistência viral onde o hospedeiro não apresenta sintomas clínicos específicos. • Infecção Localizada - A replicação viral permanece próxima ao sítio de entrada dos vírus. Ex.: Pele e trato respiratório; • Infecção Disseminada ou Sistêmica - Há o espalhamento do vírus pelo organismo, esse processo ocorre em várias etapas, como entrada, disseminação para os linfonodos regionais, viremia primária e disseminação para órgãos suscetíveis. Existe uma predileção dos vírus por alguns órgãos, os vírus das hepatites, por exemplo, atingem principalmente o fígado (tropismo viral). Após a viremia secundária, os vírus são disseminados para outros órgãos; • Infecção Aguda - Presença de sintomas inespecíficos, característicos das doenças virais, como febre, cefaleia e mialgia. Nesse período é possível realizar apenas o diagnóstico laboratorial, sendo ideal, já que durante a fase da febre é onde existe uma maior carga viral; • Infecção Crônica - Os vírus permanecem no organismo, geralmente em níveis baixos, acarretando ou não em sintomas clínicos. Ex.: HIV. Mecanismo de Transmissão → A maioria dos vírus entra no hospedeiro através das mucosas dos tratos respiratório e gastrointestinal. Alguns invadem o hospedeiro pelas mucosas urogenital – HIV – e conjuntiva. Outros são introduzidos no hospedeiro diretamente através do sangue – vírus da hepatite B e HIV; → Mucosa: Trato respiratório, trato gastrointestinal e trato geniturinário; • Trato Respiratório - Principal via de entrada; - Mecanismos de Defesa: Células epiteliais ciliadas, muco, anticorpos secretórios da classe A, células fagocitárias alveolares, entre outros; - Se os vírus ultrapassam os mecanismos, primeiro ocorre a infecção localizada – replicação dos vírus nas células epiteliais – essa infecção pode ser disseminada rapidamente pelos fluídos, e não necessariamente é relacionada a uma doença branda; - A excreção das partículas virais para o ambiente favorece a rápida disseminação viral entre os indivíduos; - Exemplos: Vírus da influenza, Vírus Parainfluenza, Rinovírus – infecção localizada - Vírus da Caxumba, Vírus do Sarampo e Vírus da Rubéola – infecção disseminada; • Trato Gastrointestinal - Infecção, principalmente, via ingestão de alimentos, compartilhamento de talheres e copos utilizados por pessoas infectadas. A via de entrada é a orofaringe, onde eles se concentram ou são transportados para o trato gastrointestinal; - Mecanismos de Defesa: Imunoglobulinas secretoras (IgA), muco, ácidos gástricos, sais biliares, enzimas proteolíticas, peristaltismo – dificulta o estabelecimento da infecção, em situações adversas pode ocorrer o antiperistaltismo, com função de eliminar o microrganismo – entre outros; - A excreção é feita pelas fezes – ciclo oral-fecal; - Exemplos: Vírus do Herpes Simplex, Rotavírus, Vírus da hepatite A. Geralmente esses vírus são ácido-bile resistentes; • Trato Geniturinário- Via de entrada de vários vírus, principalmente os que utilizam via sexual. A contaminação é dada pelas diversas formas de contato sexual entre indivíduos e por instrumentos cirúrgicos ginecológicos e roupas intimas contaminadas; - Mecanismos de Defesa: pH, microbiota e o muco local; - Assim como nos outros tratos, o vírus pode se alojar ou se disseminar para outras áreas; - Exemplos: Vírus do Papiloma – infecção localizada – Citomegalovírus, Vírus de Hepatite B e C e HIV – infecção disseminada; • Conjuntiva - A infecção pode se dar nos olhos por meio das mãos ou objetos contaminados; - Mecanismos de Defesa: A conjuntiva é menos resistente que a pele, porém está sendo constantemente lavada pela secreção lacrimal – barreira bioquímica contendo principalmente lisozima IgA secretória – é ainda protegida por barreiras físicas – cílios e movimento das pálpebras, que auxiliam na lubrificação dos olhos; - Exemplos: Enterovírus e Adenovírus; → Pele: Porta de entrada para vários agentes microbianos. A infecção por essa via é possível através do contato direto com lesões de pessoas infectadas, mordida de animais vertebrados, objetos contaminados e presença de solução de continuidade – ferida, por exemplo; - Mecanismos de Defesa: Epitélio estratificado da pele, pH, ácidos graxos, secreções – suor – e pelos; - Exemplos: Poxvírus, Papilomavírus, Vírus da Raiva (Rhabdovírus); → Sangue: A infecção por essa via pode ocorrer por meio de compartilhamento de seringas, transfusão sanguínea e transplante de órgãos; - Mecanismos de Defesa: Pele, mucosa, sistema imunológico; - Exemplos: HIV, Vírus da Hepatite B e C; → Vetores: Alguns vírus, denominados Arbovírus, são transmitidos estritamente por vetores, como os mosquitos, estes têm o papel de carreá-los e transmiti-los, através da picada, para hospedeiros vertebrados. Os vírus podem – sem causar danos – ou não se replicar no interior dos artrópodes; → Transmissão Vertical: Ocorre da mãe para o filho, pode ser via placenta ou congênita, no momento do parto ou perinatal, ou pela exposição pós-parto, via amamentação; - Mecanismos de Defesa: Imunoglobulinas IgG – via placentária – IgA – via amamentação. O próprio feto por sua vez produz IgM; - Exemplos: Vírus da rubéola e citomegalovírus; Profilaxia → As doenças virais são transmitidas de formas variadas: - Vírus Contraídos por Via Oral: A profilaxia é feita por meio de uma atenção especial no saneamento básico, controle da água e alimentos ingeridos e higiene de forma geral, principalmente das mãos; - Vírus Contraídos por Via Respiratória: Deve- se evitar ambientes fechados, e em casos de epidemias, pacientes infectados devem ficar isolados e aqueles que entram em contato com ele devem ser monitorados, se necessário devem ser realizados programas de prevenção, como a distribuição de máscaras para a população; - Vírus Contraídos por Via Parenteral: A profilaxia enfoca os bancos de sangue, o cuidado no uso de material descartável e instrumentos cirúrgicos ou odontológicos; - IST’s: Campanhas de uso de preservativo e de vacinação, quando existentes; - Vírus Transmitidos por Vetores: Controle ou a erradicação dos vetores; → Várias doenças virais podem ser prevenidas por vacinas, evitando possíveis complicações e até mesmo o óbito em determinadas classes de indivíduos, através da indução da resposta imune do hospedeiro, que irá produzir anticorpos – células efetoras e células de memória. → Atualmente existem vários tipos de vacinas, como as atenuadas – mais antigas, contém o vírus vivo modificado – as inativadas – contém vírus morto por processos físicos ou químicos – as de subunidades – contém fragmentos do agente viral – as recombinantes e as de ácido nucléico ou de DNA; Tratamento → O tratamento é feito através de drogas antivirais, elas atuam interferindo em qualquer uma das etapas da replicação viral. → Como os vírus somente replicam no interior das células e utilizam as mesmas vias metabólicas que as células sadias, as drogas antivirais são frequentemente mais tóxicas para as células humanas que os antibióticos. Além disso, o vírus pode desenvolver rapidamente resistência a elas; Características das Principais Famílias → Os vírus infectam diferentes espécies de hospedeiros, os que infectam animais, principalmente, são agrupados de acordo coma estrutura do seu genoma – divididos em famílias; → Os critérios para classificação dos vírus envolvem a natureza do ácido nucléico; → A maioria dos grandes vírus que infectam vertebrados apresenta o RNA como ácido nucléico, devido à alta taxa mutagênica que esse tipo de ácido apresenta – gerou uma grande diversidade de vírus; → Por serem menos específicos que os de DNA, os vírus de RNA infectam uma variedade maior de espécies animais, acarretando várias zoonoses; *fs: fita simples; fd: fita dupla Viroides e Príons → Viroides: É uma partícula infecciosa de RNA menor que os vírus, são os menores e menos complexos fitopatógenos conhecidos. Consiste em apenas uma molécula de RNA circular com baixo peso, não apresenta capsídeo e envelope, não produz proteínas, pode ser copiado apenas no núcleo da célula hospedeira; - Para detecção do viroide, é necessária a identificação de sequências de nucleotídeos do RNA, diferente dos vírus, por não ser possível a sua visualização em tecidos infectados sem a utilização dessas técnicas; - Ainda não é claro como os viroides causam doenças, mas acredita-se que eles devem utilizar proteínas celulares para efetivar seu ciclo infeccioso. Ele interfere na capacidade de processamento do RNAm das células, o que impede a produção de proteínas e pode levar à morte celular; → Príons: Partículas proteicas infecciosas, extremamente pequenas, resultante de proteínas normais modificadas por mutação; - Os príons se ligam nas MP’s das células, internamente, formando fibrilas que, como não podem ser organizadas corretamente, formam agregados que, por sua vez, acabam gerando a morte celular; - Algumas doenças geradas por essas partículas acometem humanos e causam degeneração mental; - Vários aspectos da infecção por príons ainda não são entendidos, como a forma de propagação das doenças causadas por eles; - Características: São inativados à temperatura de 130 °C, radiação não tem efeito sobre eles, resistem às enzimas que digerem DNA ou RNA, podem ser destruídos por agentes químicos como o fenol e a ureia, possuem pareamento direto de aminoácidos.
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