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Prova III – Virologia /// Letícia Morais Aula 7 – Propriedades gerais, estrutura e replicação dos vírus (Microbiologia, TORTORA) Introdução ► Vírus são pequenos e não são vistos no microscópio óptico. ► Não podem ser cultivados fora de seus hospedeiros. ► 1886: Adolf Mayer → demonstrou que doença do mosaico do tabaco (DMT) era transmissível de uma planta doente para uma sadia. 1892: Dimitri Iwanowiski → filtrou seiva de plantas doentes em filtros de porcelana para reter bactérias = agente infeccioso atravessou filtro. ► Primeira doença humana associada com um agente filtrável = febre amarela (holandês voador). ► Anos 80 – 90: avanços na biologia molecular → identificação de novos vírus. ► Há 100 anos: descreveram vírus como contagium vivum fluidum (fluido contagioso). Em 1930 começaram a usar o termo vírus (sig.: veneno). ► 1935: Wendell Stanley → isolou vírus do mosaico do tabaco. Características gerais dos vírus ► Ser vivo ou não? ► Parasitas intracelulares obrigatórios. Contém um único tipo de ácido nucleico: DNA ou RNA Possuem revestimento proteico que envolve ácido nucleico Multiplicam-se no interior de células vivas utilizando maquinaria da célula Induz síntese de estruturas especializadas → transferir ácido nucleico viral para outras células Bactérias Vírus Parasito intracelular Não e sim Sim Membrana plasmática Sim Não Fissão binaria Sim Não Passagem por filtros bacteriológicos Não e sim Sim Possui DNA e RNA Sim Não Metabolismo de geração de ATP Sim e não Não Ribossomos Sim Não Sensíveis a antibióticos Sim Não Sensíveis ao interferon Não Sim ► Vírus possuem poucas enzimas próprias. ► Maioria dos fármacos que interferem na multiplicação viral podem interferir na fisiologia celular → toxicidade. Espectro de hospedeiros ► Variedade de células hospedeiras que vírus pode infectar. ► Maioria é capaz de infectar tipos específicos de células de uma única espécie de hospedeiro. ► Determinado pela exigência viral quando à ligação especifica à célula hospedeira em potencial necessário para multiplicação viral. ► Fagoterapia: possibilidade da utilização de vírus para tratamento de infecções bacterianas. ► Vírus oncolíticos: terapia com vírus com atividades antitumorais, onde infectam e matam apenas células cancerígenas. Tamanho dos vírus ► Determinado com auxílio da microscopia eletrônica. ► Maioria são menores que bactérias. ► Tamanho varia de 20 a 1000 nm. Estrutura viral ► Vírion: partícula viral infecciosa completa, totalmente desenvolvida e no meio. Ácido nucleico ► Vírus podem possuir tanto DNA como RNA, nunca ambos. ► Pode ser de fita simples ou fita dupla. ► Dependendo do vírus → linear ou circular. Capsídeo e envelope ► Capsídeo: a) Revestimento proteico que protege ácido nucleico; b) Determinada pelo ácido nucleico; c) Constitui maior parte da massa viral; d) Composto de capsômeros; e) Capsômeros são visíveis nas micrografias eletrônicas e sua organização é característica para cada tipo de vírus; f) Pode ou não ser envolto por um envelope. ► Envelope: a) Combinação de lipídeos, proteínas e carboidratos; b) Camada de membrana plasmática oriunda da célula hospedeira; c) Podem apresentar espiculas (complexos carboidrato-proteína que se projetam da superfície do envelope) → originadas do material genético do vírus e pode ser intermediário da ligação entre vírus-célula; d) Vírus que não possuem envelope = vírus não envelopado; e) As espiculas podem sofrer mutações → não ativa sistema imune do hospedeiro. Morfologia geral ► Classificados de acordo com a arquitetura do capsídeo. ► Vírus helicoidais: a) Assemelham-se a longos bastonetes rígidos ou flexíveis; b) Capsídeo oco e cilíndrico; c) Exemplos: vírus da raiva e do ebola. ► Vírus poliédricos: a) Muitas faces; b) Maioria possuem forma de um icosaedro; c) Exemplos: poliovírus e adenovírus. ► Vírus envelopados: a) Relativamente esféricos; b) Vírus helicoidais envelopados ou vírus poliédricos envelopados; c) Exemplos: influenza e vírus do herpes humano. ► Vírus complexos: possuem estruturas complicadas. Exemplos: bacteriófago e poxvírus. Taxonomia dos vírus ► Classificação mais antiga é baseada em sintomatologia. Não é aceitável cientificamente. ► Comitê Internacional de Taxonomia Viral → sequenciamento de DNA = agrupar vírus em famílias com base em genoma e estrutura. Gênero Sufixo –virus Família Sufixo –viridae Ordem Sufixo –ales ► Espécie viral: grupo de vírus que compartilham mesma informação genética e mesmo nicho ecológico. ► Espécies virais são designadas por nomes informais e, se houver, subespécies são designadas com um número. Multiplicação viral ► O ácido nucleico de um vírion contém somente uma pequena quantidade dos genes necessários para a síntese de novos vírus. ► Enzimas são sintetizadas e funcionam apenas dentro da célula hospedeira. ► Enzimas necessárias para síntese de proteínas, ribossomos, tRNA e produção de energia são fornecidos pela célula e usados na síntese de proteínas e enzimas virais. ► Para que um vírus se multiplique → invadir célula hospedeira e assumir comando da maquinaria metabólica. ► Célula pode morrer ou sobreviver produzindo vírus indefinidamente. ► 2 ciclos: lítico (lise e morte celular) ou lisogênico (célula viva). Ciclo lítico 1. Adsorção: sitio de adesão no vírus liga-se ao sitio do receptor. 2. Penetração: vírus injeta seu DNA dentro da bactéria. Capsídeo permanece fora fa celula. 3. Biossíntese: DNA-vírus alcança citoplasma e ocorre síntese do ácido nucleico e de proteínas virais. Síntese proteica do hospedeiro é interrompida e há o período de eclipse. 4. Maturação: vírions completos são formados. 5. Liberação: liberação dos vírions da célula, causando a lise celular por conta do rompimento da membrana citoplasmática. Ciclo lisogênico 1. Penetração 2. DNA-vírus adota formato de um circulo 3. Círculo se recombina com DNA celular e torna-se parte dele → prófago 4. DNA é replicado e prófago permanece latente na progênie celular 5. Evento raro ou ação da luz UV → início do ciclo lítico ► Três importantes consequências: a) Células lisogênicas são imunes à reinfecção pelo mesmo fago; b) Célula hospedeira pode exibir novas propriedade (conversão fágica); c) Torna possível a transdução especializada (apenas genes bacterianos determinados são transferidos a outra celula). Multiplicação de vírus animais ► Vírus animais ancoram-se na membrana plasmática da célula hospedeira. ► A penetração ocorre por endocitose mediada por receptor ou por fusão. ► Os vírus animais são desnudados por enzimas virais ou da célula hospedeira. ► O DNA da maioria dos vírus de DNA é liberado no núcleo da célula hospedeira. A transcrição do DNA e a tradução produzem respectivamente DNA viral e, posteriormente, as proteínas do capsídeo. Essas proteínas são sintetizadas no citoplasma da célula hospedeira. ► Os vírus de DNA incluem membros das famílias Adenoviridae, Poxviridae, Herpesviridae, Papovaviridae e Hepadnaviridae. ► A multiplicação dos vírus de RNA ocorre no citoplasma da célula hospedeira. A RNA-polimerase dependente de RNA sintetiza a dupla-fita de RNA. ► A fita positiva de RNA dos Picornaviridae atua como mRNA e direciona a síntese da RNA-polimerase dependente de RNA. ► A fita positiva de RNA dos Togaviridae atua como molde para a RNA-polimerase dependente de RNA, e o mRNA é transcrito a partir de uma nova fita negativa de RNA. ► A fita negativa de RNA dos Rhabdoviridae é o molde para a RNA- -polimerase dependente de RNA, que transcreve o mRNA. ► Os Reoviridae são digeridos no citoplasma da célula hospedeira, liberando o mRNA para a biossíntese viral. ► A transcriptase reversa dos retrovírus (DNA-polimerase dependente de RNA) transcreve DNA a partir de RNA. ► Após a montagem das partículas, os vírus são liberados. O brotamento é um dos métodos de liberação (e de formação do envelope). Os vírus não envelopados são liberados pela ruptura da membrana da célula hospedeira. Aula 8 – Diversidade viral (Microbiologia de Brock, MADIGAN) ► Genoma viralde DNA ou RNA, podendo ser de fita simples ou dupla. Genomas virais e evolução ► Os genomas de RNA são, geralmente, menores do que os vírus de DNA. ► Após o aparecimento de proteínas virais a partir de tradução de transcritos virais, inicia-se montagem viral. ► Classificação de Baltimore: ► Uma vez que RNAm tenha sido produzido, as proteínas virais podem ser sintetizadas. ► Proteínas podem ser agrupadas em 2 categorias: a) Proteínas precoces: sintetizadas logo após infecção → geralmente enzimas catalíticas; b) Proteínas tardias: sintetizadas posteriormente → geralmente componentes estruturais dos novos vírions. ► Quando os novos vírions são montados, podem deixar a célula por lise (causando morte celular) ou por brotamento. ► Acredita-se que os vírus foram as primeiras entidades contendo DNA. Vírus com genoma de DNA ► Fago ΦX174 ► Bacteriófago T7 ► Bacteriófago Mu ► Vírus de Archea ► Vírus de DNA de animais com replicação incomum: a) Adenovirus: b) Poxvírus. ► Vírus de DNA tumorais a) Herpes vírus b) Poliomavírus SV40 Vírus com genoma de RNA ► Vírus de RNA (+) a) Coronavirus b) Fago MS2 c) Poliovirus ► Vírus de RNA (-) que infectam animais a) Vírus da raiva b) Vírus Influenza ► Vírus de RNA fita dupla ► Vírus que utilizam transcriptase reversa a) Hepadnavírus b) Retrovírus Agentes subvirais ► Viroides ► Príons Aula 9 – Diagnostico laboratorial dos vírus (Virologia Humana, SANTOS) ► Ultimas décadas → diagnostico viral tem sido importante ferramenta na medicina → identificação de patógenos e direcionamento do tratamento ► Contexto histórico: a) Epidemia do HIV e ↑ nº de transplantes → ↑ nº de pacientes suscetíveis a infecções oportunistas b) ↑ nº de agentes antivirais disponíveis e seu uso depende da identificação dos patógenos c) Desenvolvimento tecnológico → diagnostico rápido e preciso d) Desenvolvimento da PCR em tempo real → método quantitativo no diagnostico ► Característica importante: uso de múltiplos métodos na detecção de infecções virais. ► Pacientes imunocomprometidos (transplante, HIV+, DSTs, infecções respiratórias graves, infecções gastrointestinais, hepatites virais e infecções congênitas) → diagnostico fundamental. ► Importância na saúde pública → epidemiologia, guias de programas de imunização/controle de mosquitos, garantir qualidade das aguas e alimentos. História do diagnostico virológico ► Primeiros métodos utilizados: sorológicos → buscavam detecção de antígenos virais ou anticorpos contra vírus. ► 1929 → Bedson e Bland: Teste de fixação do complemento → primeiro método para detectar anticorpos contra vírus da vaccínia e varicela-zoster. ► 1948 → Weller e Enders: primeiro isolamento de patógenos virais de humanos em cultura de células. Obs.: cultivo celular é considerado o padrão de referência (gold standard) para diagnostico. ► Primeira aplicação de Ac fluorescentes → detecção do antígeno do vírus da Influenza. ► Anos 70: desenvolvimento de Ac monoclonais. ► Anos 90: PCR em tempo real. Espécimes clínicos para o diagnóstico virológico ► Um dos mais importantes fatores para bom diagnostico: maneira com que amostra é manuseada. ► Tempo (em relação ao aparecimento da doença), quantidade, qualidade, tempo antes de ser processado, condições de transporte → importantes variáveis. ► Colher material na fase aguda da doença e no sitio que ocorre replicação viral → ↑ êxito no diagnostico laboratorial. ► Isolamento viral requer mais atenção nas condições de armazenagem e transporte (preservar infecciosidade do vírus). ► Amostra clinica deve ser colocada em meio de cultura com salina balanceada e tamponada em pH 7,2, contendo antimicrobianos e transportadas o quanto antes. ► Processamento da amostra inclui mais adição de antibióticos e antifúngicos + centrifugação → retirar debris e contaminantes (clarificação). ► Material deve ser acompanhado de: a) Nome, idade, endereço e sexo do paciente; b) Descrição do material colhido; c) Época da colheita e suspeita clínica; d) Histórico das vacinas; e) Situação epidemiológica da região que paciente ambienta; f) Histórico de viagens. Significado da detecção de vírus ► Detecção de vírus em uma amostra não é prova suficiente do envolvimento do vírus detectado no quadro clinico do paciente. ► Fatores a serem considerados para determinar relação vírus-doença: a) Verificar se vírus é associado à infecção persistente produtiva ou latente; b) Podem ser utilizados métodos de biologia molecular para detecção de RNAm viral que codifica proteína expressa somente na infecção ativa. Métodos utilizados no diagnóstico virológico ► Técnicas usadas são com base em 4 parâmetros: a) Isolamento e identificação do vírus → sistema + usado = culturas de células; b) Sorologia para detecção de Ag/Ac → forma rápida e eficiente; c) Detecção direta da partícula viral → dependendo do vírus = necessária comprovação do aumento significativo do nível de Ac específicos; d) Amplificação de ácidos nucleicos virais. Isolamento e identificação de vírus ► Padrão de referência para comparação dos novos métodos. Vantagens Desvantagens Culturas de células amplificam quantidade de vírus → detecção e identificação Sistema usado para certos vírus podem ser complicados ou não estar disponível Possível a produção de partículas infecciosas para futuros estudo ↑ Tempo Isolamento de diferentes vírus Pode não satisfazer necessidade clínica ► Um dos princípios mais importantes para protocolo: escolha do sistema de propagação para vírus pesquisado. ► Propagação é feita em sistemas hospedeiros obrigatoriamente vivos → animais de laboratório, ovos embrionados e culturas de células. ► Isolamento não representa a confirmação de que aquele vírus é o responsável pela doença atual. Propagação viral ► Em animais de laboratório: a) Não tem sido usado com frequência; b) Animais de grande porte não costumam ser utilizados rotineiramente para isolamento de vírus de seres humanos; c) Uso de camundongos → limitado ao isolamento de arbovírus, vírus da raiva e Coxsackievírus do grupo A. Camundongos recém-nascidos → inoculados via intracerebral ou intraperitoneal → observado por 2 semanas → sinais e sintomas clínicos → eutanase → exames histopatológicos e testes sorológicos. ► Em ovos embrionados: a) Isolamento de vírus aviários, FLUV e produção de algumas vacinas virais; b) Especificidade do vírus define via de inoculação e idade do embrião; c) Observação da propagação: técnica de hemaglutinação (líquido amniótico ou alantoico) ou visualização de pocks (lesões esbranquiçadas e hemorrágicas na membrana corioalantoica); d) Identificação por meio de reações sorológicas. ► Em culturas de células: Início após 4 fatos Emprego de técnicas assépticas cirúrgicas Descoberta dos antibióticos Desenvolvimento de técnicas de cultura celular Demonstração do cultivo de poliovírus e VV → Tipos de culturas celulares: Classificação: a) Morfologia: epitelioides ou fibroblastoides; b) Capacidade de ancoragem: monocamadas ou em suspensão; c) Tipo de cultivo: células primarias, diploides, continuas, clonada e estirpes celulares. Células primárias: a) Culturas finitas → tempo limitado de vida em cultura; b) Originam-se de células desagregadas de determinados tecidos → rins, fígado, baço, timo, pâncreas; c) Quando é subcultivado → células de primeira passagem recebe nome de cultivo secundário; d) Produção de vacinas com vírus atenuados ou inativados; e) Tendência atual → substituição por células diploides (devido a variável qualidade e sensibilidade das culturas primarias). Células diploides: a) Estabelecidas a partir do subcultivo de células primarias; b) População homogênea de um único tipo celular → podem se dividir até 100x; c) Principal vantagem: bem caracterizadas e padronizadas, produção pode ser baseada num sistema de banco de células. Células contínuas: a) Permanentes ou imortais; b) Único tipo celular com capacidade ilimitada de crescimento em cultura; c) Frequentemente apresentam cromossomos anormais (aneuploides); d) Derivadas dos métodos: subcultivo de células HeLa; culturade células Daudi e etc.; e) Substrato alternativo para produção de substancias biológicas medicinais; f) Muitas dessas células expressam vírus endógenos e são tumorigênicas → risco de formação de tumores. Células clonadas: a) Origem na seleção clonal; b) População de células derivadas de uma única célula → podem ser derivados de linhagem continua ou primária; c) Objetivo: minimizar grau de variação genética e fenotípica dentro da população celular; d) Termo estirpes celulares: população de células subcultivadas selecionadas com base na expressão de propriedades especificas, características funcionais ou marcadores. Evidenciação da propagação viral ► Efeito citopático (CPE): alterações na morfologia em células individuais ou grupos de células induzidas pela infecção viral, observadas no microscópio óptico → indicam vírus isolado. ► Sheel vial: centrifugação em baixa velocidade → favorecer infecção das culturas de células → incubação para amplificação de proteínas → detecção de proteínas por imunofluorescencia. ► Linhagens geneticamente modificadas: kit de diagnostico ELVIS e é rápido (resultado em 24h) após inoculação da aostra por centrifugação a baixa velocidade. Leitura baseia-se no surgimento de cor. ► Células mistas: monocamada é preparada a partir de misturas de células → células permissivas para ampla variedade de vírus em uma única cultura. ► Teste de hemaglutinação: ► Teste de hemadsorção: suspensão de hemácias é adicionada à cultura de células infectadas e hemaglutinina expressa na superfície das células durante processo de biossíntese viral se ligará aos resíduos de ácido siálico presentes na membrana da hemácia. ► Teste de interferência viral: baseia-se na capacidade de o vírus tornar a célula resistente a infecção de outro vírus. Identificação do vírus ► Culturas de células ou ovos embrionados: colhe-se sobrenadante da cultura e liquido alantoico ou amniótico dos ovos → execução de testes sorológicos clássicos. ► Animais de laboratório: colher cérebro, órgãos ou músculos infectados → exames histopatológicos, de sangue para sorologia. Diagnóstico sorológico das infecções virais ► Reações sorológicas – finalidades; a) Confirmar suspeita clínica; b) Identificar vírus; c) Estudar comportamento de uma virose em uma comunidade. ► O porquê de usar sorologia: a) Isolamento viral difícil e não disponível amplamente; b) Determina estado imunológico do paciente; c) Método indireto para diagnostico. ► Teste de neutralização: ► Teste de inibição da hemaglutinação: ► Teste de fixação do complemento: ► Imunofluorescência: pode ser direta ou indireta. ► Aglutinação passiva ou do látex. ► Teste de imunoperoxidase: uso de Ac conjugados com enzima peroxidase. ► Teste imunoenzimático: ELISA. ► Teste imunocromatográfico: ► Western blotting/Immunoblotting: imunoensaio que utiliza Ag virais imobilizados para detectar Ac contra proteínas especificas. Diagnostico molecular das infecções virais ► Técnicas não imunológicas → se baseiam na biologia molecular dos vírus. ► Finalidades: a) Acompanhamento da terapia antiviral; b) Detecção de doenças virais; c) Genotipagem de diversos vírus; d) Monitoramento da carga viral. ► ↓ tempo para detecção do agente. ► Eletroforese em gel de poliacrilamida: utilizada para vírus de genoma segmentado → consiste na separação dos segmentos genômicos virais → visualizados na coloração do gel. ► PCR – Reação em cadeia da polimerase: técnica de amplificação do ácido nucleico. ► PCR em tempo real: criada com objetivo de automatizar PCR → + eficiente, + rápida, + segura. ► Ensaios de amplificação de RNA: utilizam enzimas transcriptase reversa, ribonuclease e RNA polimerase-DNA dependente para amplificar sequência-alvo de DNA. Aula 10 – Relação vírus-hospedeiro e resposta do hospedeiro a infecções virais (Virologia Humana, SANTOS) Introdução ► O estabelecimento e desenvolvimento de uma infecção viral e o surgimento ou não de manifestações clínicas decorrentes dessa infecção → conjunto de fatores: ambiente epidemiológico, características virais, fatores inerentes ao próprio hospedeiro. ► A interação dos vírus com o sistema imunológico (SI) se inicia pelo reconhecimento do patógeno por células residentes na porta de entrada das infecções. ► Doença viral: resultado da incapacidade do SI de conter a replicação viral e disseminação da infecção ou consequência de uma resposta inflamatória exacerbada. ► Compreensão da resposta do hospedeiro: definir estratégias de diagnóstico e de prevenção e/ou controle por meio de vacinação. ► Em geral, estratégias de controle de uma infecção viral consistem basicamente em mecanismos físico-químicos de eliminação do agente viral; neutralização e/ou eliminação de vírus livres no hospedeiro; e eliminação das células infectadas. Mecanismos de resposta inflamatória Barreiras anatômicas e secreções de superfície ► Vírus precisam atravessar barreiras físicas e químicas inespecíficas. ► Camada de células epiteliais, muco, pH, temperatura e presença de proteases e de peptídeos antimicrobianos → influenciam direta ou indiretamente a eficiência da replicação viral em um determinado sítio. ► Proteínas e peptídeos antimicrobianos apresentam papel fundamental na defesa inata → podem participar da neutralização de partículas virais quando se ligam a carboidratos envolvidos na interação com o receptor da célula hospedeira ou ao capsídeo de determinados vírus, inibindo seu desnudamento. Idade ► Recém-nascidos não apresentam sistema imunológico maduro → deficiência na resposta → ↑suscetibilidade a determinadas infecções e/ou maior gravidade dos sintomas. ► Envelhecimento: associado ao aumento de morbimortalidade por infecções virais, além de apresentar menor eficácia de resposta a vacinas. Constituição genética Obs.: Polimorfismos genéticos têm sido associados a melhor ou pior progressão de infecções virais. Estado nutricional: Estado nutricional de um indivíduo pode influenciar direta ou indiretamente, por uma deficiência imunológica, a eficiência da resposta protetora. Estado imunológico: Diferentes situações de imunodeficiência também vão influenciar o progresso de infecções virais. Papel da imunidade inata no controle das infecções virais ► Ao entrarem em contato com células hospedeiras, componentes estruturais dos vírus serão reconhecidos por receptores de reconhecimento de padrão (PRR). ► A ativação dos receptores induzirá a ativação das células hospedeiras que irão produzir mediadores envolvidos na resposta antiviral ou no recrutamento e ativação de células do sistema imunológico. ► Ativação de células da imunidade inata por agentes virais tem → 2 objetivos no controle da infecção: controle inicial do patógeno em si e a integração com componentes da imunidade adquirida. ► Secreção de citocinas pró-inflamatórias e com características pirogênicas, por componentes da imunidade inata, ainda no início da infecção: manifestações clínicas não específicas no período prodrômico das infecções. Células efetoras da imunidade inata Macrófagos e células dendríticas ► Macrófagos: papel importante na etapa inicial da infecção → liberação de citocinas pró-inflamatórias e quimiocinas. ► Monócitos/macrófagos infectados podem apresentar Ag virais para linfócitos T e produzir citocinas que regulam a atividade dessas células, contribuindo para a ativação da imunidade adquirida. ► Células dendríticas (DC) → portas de entrada de uma infecção viral → atuam na produção de mediadores antivirais, na secreção de citocinas pró-inflamatórias e quimiocinas, e na apresentação de Ag e estimulação dos linfócitos T. Reconhecimento de componentes virais por receptores da imunidade inata ► Primeira etapa necessária para o desencadeamento de uma resposta imunológica a determinado vírus: reconhecimento desse agente. ► Componentes da imunidade inata reconhecem estruturas moleculares compartilhadas por diferentes agentes infecciosos (PAMPs). ► Receptores reconhecedores de PAMP: PRR. ► O reconhecimento é um ponto-chave para início do desenvolvimento de uma resposta imunológica vírus-específica.Proteíno-cinase R ► Trata-se de uma cinase que apresenta um domínio de reconhecimento de RNAfd e um sítio catalítico, responsável pela fosforilação de fatores de alongamento da transcrição. ► Enzima é ativada após o reconhecimento de uma molécula de RNAfd → ação associada à inibição da síntese de proteínas (incluindo as virais). ► Ativação dessa enzima regulada pela ligação ao RNA ou por citocinas como o IFN. ► Muitos vírus apresentam mecanismos de escape desse reconhecimento. Receptores do tipo toll | Reconhecimento de componentes virais na superfície celular ou em vesículas intracelulares ► Reconhecem diferentes padrões moleculares associados a patógenos, e são expressos em diferentes tipos celulares. ► Diferentes TLR reconhecem assinaturas moleculares distintas. ► TIR → responsável pela sinalização intracelular → via de transdução de sinal = indução de IFN e de citocinas inflamatórias. Obs.: É interessante notar que nem sempre o reconhecimento do vírus e consequente ativação de TLR é benéfico para o hospedeiro. RNA helicases (RIG e MDA-5) | Reconhecimento de RNA viral no citoplasma ► Localização: citoplasma celular. ► Expressão desses receptores ocorre em diferentes compartimentos celulares. ► Alguns RNA helicases também têm papel na resposta imunológica antiviral. Sensores de DNA | Reconhecimento de DNA viral citoplasmático ou nuclear: Os fatores ativadores de IRF dependentes de DNA, ou DAI estão presentes no citoplasma e reconhecem moléculas de DNA de fita dupla na sua forma canônica de beta-hélice. Mediadores da resposta imunológica antiviral | Interferon ► Os IFN são citocinas produzidas por diferentes tipos celulares e são classificados como IFN-I (IFN-α e IFN-β), do tipo II (IFN-γ) e do tipo III (IFN-λ). ► A produção de IFN-I é induzida após a infecção viral em diferentes tipos celulares, por meio do engajamento e da ativação de receptores que reconhecem padrões moleculares associados a patógenos (PRR). ► Essas citocinas secretadas interagem com receptores específicos presentes nas células vizinhas e induzem diferentes vias de sinalização intracelular, que podem culminar na indução do chamado “estado antiviral” nessas células. Ativação de inflamassomas ► O reconhecimento de padrões moleculares virais em associação a alterações no metabolismo das células infectadas pode levar à ativação de complexos proteicos (inflamassomas). ► Importante papel na resposta inflamatória e controle da infecção causada por diferentes vírus → ativação da enzima caspase 1 → maturação e secreção IL-1-β e IL-18. Papel da resposta imunológica humoral nas infecções virais Linfócitos B e produção de anticorpos ► Linfócitos B → estimulados após o reconhecimento de antígenos virais por suas Ig de superfície. ► IgG: principal isotipo presente na circulação sanguínea e em fluidos extracelulares → reconhecimento por fagócitos e ativação do sistema complemento. ► IgA: é o principal isotipo presente em secreções → grande importância no controle das infecções. ► Importância dos Ac na proteção contra infecções virais é evidenciada em infecções agudas que induzem imunidade protetora e duradoura. ► Ativação rápida de linfócitos B com indução de anticorpos IgM neutralizantes é essencial, muitas vezes, para a própria sobrevivência do hospedeiro. ► Mesmo Ac sem atividade neutralizante direta podem contribuir para o controle da infecção por outros mecanismos. ► Linfócitos B são também células apresentadoras de Ag. ► Linfócitos B: principal função efetora → neutralização → secreção de Ac específicos = bloqueio da interação do vírus com receptores na célula hospedeira → opsonização da partícula = ativação do sistema complemento e fagocitose. Sistema complemento ► Papel importante no controle da replicação viral → participa diretamente da destruição do agente viral, da opsonização desses vírus para o reconhecimento e englobamento por células fagocíticas e da indução de resposta inflamatória. ► Pode ser iniciada por três diferentes vias: clássica, alternativa ou pelas lectinas. ► Componentes do complemento podem agir na neutralização viral por meio da competição pela ligação em receptores de superfície das células hospedeiras. ► O sistema complemento apresenta, ainda, um importante papel no controle da resposta imunológica adaptativa. Obs.: A ativação exacerbada ou crônica do sistema complemento, por outro lado, pode ser prejudicial para o hospedeiro, podendo levar a um dano tecidual devido à lise celular pela formação do MAC. Papel da resposta imunológica celular nas infecções virais Células natural killer ► Apresentam atividade citotóxica → liberam grânulos citolíticos (granzimas e perforinas) = apoptose da célula-alvo. ► Reconhecimento da célula-alvo pelas células NK pode ocorrer por dois mecanismos. ► Células NK são capazes de secretar uma série de citocinas e quimiocinas que participam da regulação da resposta imunológica. Linfócitos T Linfócitos TCD8+ ► Atividade citotóxica e indução de apoptose da célula-alvo. ► Processo tem início pelo reconhecimento do Ag viral, associado a moléculas de MHC I na superfície das células infectadas. ► Secretam inúmeros mediadores imunológicos que podem contribuir para ativação de mecanismos antivirais nas células infectadas. Linfócitos TCD4+ ► Ativação de linfócitos TCD4+: controle de uma infecção viral → produção de citocinas envolvidas na regulação de diferentes componentes da resposta imunológica. ► Células TCD4+ são estimuladas após interação e apresentação de Ag por APC e podem ser diferenciadas. ► A resposta mediada por células TCD4+: modulação da produção de Ac. ► O desenvolvimento de memória imunológica → parece depender da ativação de células TCD4+. ► Apresentam atividade citotóxica → expressam FasL em sua superfície = induzir o sinal de morte celular em células infectadas expressando Fas. Mecanismos de agressão tecidual mediados pela resposta imunológica celular ► Ativação dos linfócitos T → inflamação = danos teciduais ou sistêmicos. ► A produção exacerbada de citocinas pró-inflamatórias pode estar associada à lesão tecidual e à gravidade de diversas infecções virais. Mecanismos de escape do sistema imunológico Modulação das vias de sinalização intracelular induzidas por IFN e receptores da imunidade inata: A inibição da produção de IFN ou da sinalização induzida pelo mesmo parece ser um efeito comum a vários agentes virais. Sequestro de Ag ► O sequestro de Ag ocorre, por exemplo, quando os vírus infectam células não permissivas ou semipermissivas e se mantêm em estado de latência. ► Outro modo de sequestro de Ag virais ocorre quando os vírus são mantidos em sítios imunoprivilegiados como o cérebro. Mutações de epítopos: Vírus que apresentam genoma segmentado podem sofrer alterações antigênicas drásticas → ↑possibilidade de escape da resposta imunológica. Inibição de apoptose: Alguns vírus produzem proteínas que modulam a atividade de componentes celulares envolvidos no controle da apoptose inibindo a mesma. Infecção e modulação da ativação de células do sistema imunológico: Alguns vírus apresentam tropismo por células do própria SI. Produção de imunomoduladores virais ► Os próprios vírus são capazes de produzir e induzir a secreção de proteínas que funcionam como imunomoduladores. ► Vírus associados a infecções persistentes interrompem a síntese normal de citocinas e quimiocinas e/ou a expressão de seus receptores, inibindo sua função. Modulação no processamento e na apresentação de Ag: Pode ocorrer em todas as etapas do processamento, é mediada por diferentes proteínas virais e resulta na diminuição da expressão de complexo peptídeo viral-MHC na superfície da célula infectada. Evasão da citotoxicidade mediada por células NK Evasão de Ac e complemento Vacinas antivirais Imunização passiva ► Curta duração → hospedeiro não desenvolve uma resposta ao patógeno. ► Indicada em casos de doenças potencialmente fatais induzidas geralmente por toxinas ou em acidentes graves. ► Utilizada na terapia pós-exposição contra diferentes vírus. Vacina de vírus atenuados ► Muito potentes → capazesde estimular diferentes componentes do sistema imunológico. ► Limitação: possibilidade de o vírus sofrer mutações que possam reverter o estágio não patogênico para um estágio patogênico. Vacinas de vírus inativados: Resposta imunológica produzida por esse tipo de vacinação, em geral, é menos potente, com pouca ou nenhuma ativação de linfócitos TCD8+. Vacinas de subunidade/vacinas recombinantes Vacinas de DNA: Constituídas por plasmídeos que codificam proteínas virais específicas e podem ser expressos pelas células do hospedeiro em que foram inoculadas. Prova III – Virologia /// Letícia Morais Aula 7 – Propriedades gerais, estrutura e replicação dos vírus (Microbiologia, TORTORA) Introdução ? Vírus são pequenos e não são vistos no microscópio óptico. ? Não podem ser cultivados fora de seus hospedeiros. ? 1886 : Adolf Mayer ? demonstrou que doença do mosaico do tabaco (DMT) era transmissível de uma planta doente para uma sadia. 1892 : Dimitri Iwanowiski ? filtrou seiva de plantas doentes em filtros de porcelana para reter bactérias = agente infeccioso atravessou filtro. ? Primeira doença humana asso ciada com um agente filtrável = febre amarela (holandês voador). ? A nos 80 – 90: avanços na biologia molecular ? identificação de novos vírus. ? Há 100 anos: descreveram vírus como contagium vivum fluidum (fluido contagioso). Em 1930 começaram a usar o ter mo vírus (sig.: veneno). ? 1935: Wendell Stanley ? isolou vírus do mosaico do tabaco. Características gerais dos vírus ? Ser vivo ou não? ? Parasitas intracelulares obrigatórios. Contém um único tipo de ácido nucleico: DNA ou RNA Possuem revestimento pro teico que envolve ácido nucleico Multiplicam - se no interior de células vivas utilizando maquinaria da célula Induz síntese de estruturas especializadas ? transferir ácido nucleico viral para outras células Bactérias Vírus Parasito intracelular Não e s im Sim Membrana plasmática Sim Não Fissão binaria Sim Não Passagem por filtros bacteriológicos Não e sim Sim Possui DNA e RNA Sim Não Metabolismo de geração de ATP Sim e não Não Ribossomos Sim Não Sensíveis a antibióticos Sim Não Sensíveis ao inter feron Não Sim ? Vírus possuem poucas enzimas próprias. ? Maioria dos fármacos que interferem na multiplicação viral podem interferir na fisiologia celular ? toxicidade. Espectro de hospedeiros ? Variedade de células hospedeiras que vírus pode infectar. ? Maioria é cap az de infectar tipos específicos de células de uma única espécie de hospedeiro. ? Determinado pela exigência viral quando à ligação especifica à célula hospedeira em potencial necessário para multiplicação viral. ? Fagoterapia: possibilidade da utilização de vírus para tratamento de infecções bacterianas. ? Vírus oncolíticos: terapia com vírus com atividades antitumorais, onde infectam e matam apenas células cancerígenas. Tamanho dos vírus ? Determinado com auxílio da microscopia eletrônica. ? Maioria são menores que bactérias. ? Tamanho varia de 20 a 1000 nm. Estrutura viral ? Vírion: partícula viral infecciosa completa, totalmente desenvolvida e no meio. Ácido nucleico ? Vírus podem possuir tanto DNA como RNA, nunca ambos. ? Pode ser de fita simples ou f ita dupla. ? Dependendo do vírus ? linear ou circular. Capsídeo e envelope ? Capsídeo: a) Revestimento proteico que protege ácido nucleico; b) Determinada pelo ácido nucleico; c) Constitui maior parte da massa viral; d) Composto de capsômeros ; e) Capsômeros são visíveis nas micrografias eletrônicas e sua Prova III – Virologia /// Letícia Morais Aula 7 – Propriedades gerais, estrutura e replicação dos vírus (Microbiologia, TORTORA) Introdução ? Vírus são pequenos e não são vistos no microscópio óptico. ? Não podem ser cultivados fora de seus hospedeiros. ? 1886: Adolf Mayer ? demonstrou que doença do mosaico do tabaco (DMT) era transmissível de uma planta doente para uma sadia. 1892: Dimitri Iwanowiski ? filtrou seiva de plantas doentes em filtros de porcelana para reter bactérias = agente infeccioso atravessou filtro. ? Primeira doença humana associada com um agente filtrável = febre amarela (holandês voador). ? Anos 80 – 90: avanços na biologia molecular ? identificação de novos vírus. ? Há 100 anos: descreveram vírus como contagium vivum fluidum (fluido contagioso). Em 1930 começaram a usar o termo vírus (sig.: veneno). ? 1935: Wendell Stanley ? isolou vírus do mosaico do tabaco. Características gerais dos vírus ? Ser vivo ou não? ? Parasitas intracelulares obrigatórios. Contém um único tipo de ácido nucleico: DNA ou RNA Possuem revestimento proteico que envolve ácido nucleico Multiplicam-se no interior de células vivas utilizando maquinaria da célula Induz síntese de estruturas especializadas ? transferir ácido nucleico viral para outras células Bactérias Vírus Parasito intracelular Não e sim Sim Membrana plasmática Sim Não Fissão binaria Sim Não Passagem por filtros bacteriológicos Não e sim Sim Possui DNA e RNA Sim Não Metabolismo de geração de ATP Sim e não Não Ribossomos Sim Não Sensíveis a antibióticos Sim Não Sensíveis ao interferon Não Sim ? Vírus possuem poucas enzimas próprias. ? Maioria dos fármacos que interferem na multiplicação viral podem interferir na fisiologia celular ? toxicidade. Espectro de hospedeiros ? Variedade de células hospedeiras que vírus pode infectar. ? Maioria é capaz de infectar tipos específicos de células de uma única espécie de hospedeiro. ? Determinado pela exigência viral quando à ligação especifica à célula hospedeira em potencial necessário para multiplicação viral. ? Fagoterapia: possibilidade da utilização de vírus para tratamento de infecções bacterianas. ? Vírus oncolíticos: terapia com vírus com atividades antitumorais, onde infectam e matam apenas células cancerígenas. Tamanho dos vírus ? Determinado com auxílio da microscopia eletrônica. ? Maioria são menores que bactérias. ? Tamanho varia de 20 a 1000 nm. Estrutura viral ? Vírion: partícula viral infecciosa completa, totalmente desenvolvida e no meio. Ácido nucleico ? Vírus podem possuir tanto DNA como RNA, nunca ambos. ? Pode ser de fita simples ou fita dupla. ? Dependendo do vírus ? linear ou circular. Capsídeo e envelope ? Capsídeo: a) Revestimento proteico que protege ácido nucleico; b) Determinada pelo ácido nucleico; c) Constitui maior parte da massa viral; d) Composto de capsômeros; e) Capsômeros são visíveis nas micrografias eletrônicas e sua
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