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Tópicos Integradores II Virologia P ro f ª D r ª S u e len C r i s t i n a d e L i m a Virologia Unidade II Objetivos de aprendizagem Revisar os aspectos gerais relacionados aos aspectos gerais os vírus, seu material genético, taxonomia e replicação viral. Avaliar as principais viroses e suas características em termos de saúde pública; Explorar os mecanismos de prevenção e como as vacina são ferramentas profiláticas; Entender as principais ferramentas diagnósticas para infecções virais. VISÃO GERAL SOBRE OS VÍRUS Os vírus são estruturas compostas basicamente por uma molécula de ácido nucleico, envolta por uma capa protetora formada de proteínas, e que, ocasionalmente podem apresentar um envelope lipídico. Os vírus são considerados parasitas intracelulares obrigatórios, pois não apresentam mecanismos enzimáticos próprios para realizar o processo de replicação, necessitando, desta forma, dos aparatos celulares das para concluir o seu ciclo reprodutivo. VISÃO GERAL SOBRE OS VÍRUS Embora apresentem uma estrutura relativamente simples, os vírus ostentam propriedades que os permite infectar diferentes tipos de células (dependendo do seu tropismo) e promover danos funcionais. De maneira geral, os mecanismos de infecções por vírus são conduzidos pelo material genético (que pode ser DNA ou RNA), que induzem a célula alvo a codificar proteínas específicas, que formam os seus componentes estruturais, promovendo a formação de novas partículas virais. Tamanho dos vírus • Apesar dos primeiros estudos das viroses tenham começado no início do século XX, foi a partir de 1930, com o aparecimento do microscópio eletrônico, que as evidências da composição química e estrutura dos vírus foram conhecidas. Vírus Envelope Capsídeo Ácido Nucléico Matriz Protéica Nucleocapsídeo Estrutura Básica dos vírus Vírion = partícula viral completa, ou seja, infecciosa Estrutura Básica dos vírus Os vírus são estruturalmente formados por dois componentes básicos, o genoma viral e a capa proteica que o envolve, denominada capsídeo. A estrutura conjunta, formada pelos dois componentes, recebe o nome nucleocapsídeo. Podem ser organizados em diferentes grupos, a partir da análise das variações estruturais e de propriedades físico-químicas e biológicas, permitindo a classificação dos vírus quanto a sua morfologia, tipo de material genético, presença ou ausência de envelope lipídico, estratégias de replicação, entre outras. • Agentes causadores de infecções no homem, outros animais, vegetais e bactérias. • São desprovidos de organelas e sem metabolismo próprio. • Parasitas intracelulares obrigatórios. • Não se desenvolvem em ambientes extracelulares. Vírus • Tipo de material genético (DNA ou RNA) • Tamanho e Forma • Natureza do envoltório (com ou sem envelope) • Genoma muito simples Características distintivas Estrutura Básica dos vírus A estrutura viral não é tão complexa quanto à das células, sendo constituídas basicamente de ácido nucléico e proteína. Abaixo segue a relação de estruturas: • 1. Ácido nucléico: Os vírus contêm, em geral, apenas um tipo de ácido nucléico, DNA ou RNA. • 2. Capsídio: Envoltório protéico que contém o ácido nucléico. O capsídio tem uma simetria característica. Estrutura Básica dos vírus • 3. Envelope: O envelope é uma estrutura que recobre o capsídio, mas está presente apenas em alguns vírus. O envelope viral constitui de uma bicamada lipídica com proteínas e vírus que o possuem, o adquiriram porcarboidratos. Os brotamento, sendo essa estrutura parte da membrana citoplasmática da célula infectada. • 4. Espícula: Complexo de glicoproteínas expostas na superfície viral, o que constitui o principal antígeno viral. Muitos vírus utilizam as espículas para ancorarem na célula hospedeira, agindo com receptores para o reconhecimento das proteínas de membrana das células a serem infectadas. Estrutura Básica dos vírus Observar as estruturas básicas de uma partícula viral completa. Capsídeo Proteínas codificadas pelo genoma viral (protômeros); Proteção e rigidez; Simetria: Icosaédrica Helicoidal Complexa Capsídeo Simetria – Microscopia Eletrônica Icosaédrica Helicoidal Complexa Vírus Icosaédricos Vírus Helicoidais Vírus complexos Vírus Complexos Bainha Fibra da cauda Pino Placa de Base Genoma Viral DNA ou RNA DNA RNA dsDNA ssDNA dsRNA ssRNA dsDNA(do inglês, double - stranded DNA viruses) são vírus que possuem material genético constituído por DNA fita dupla. ssDNA (do inglês, single - stranded DNA viruses) são vírus que possuem material genético constituído por DNA fita simples. Ácidos Nucleicos O material genético pode ser de DNA ou RNA, o que favorece as variações estruturais do genoma, já que os dois ácidos nucleicos possuem sequências de nucleotídeos diferentes. Os vírus podem ser organizados pela sua composição genômica e estratégias de replicação, a partir da classificação proposta por David Baltimore, que agrupam os vírus em sete classes diferentes, compostas respectivamente por: • Classe I: DNA de fita dupla. • Classe II: DNA de fita simples. • Classe III: RNA de fita dupla. • Classe IV: RNA de fita simples com polaridade positiva. • Classe V: RNA de fita simples com polaridade negativa. • Classe VI: RNA de fita simples com polaridade positiva e DNA intermediário. • Classe VII: DNA de fita dupla com RNA intermediário. Bicamada fosfolipídica e proteínas • Bicamada: membrana do hospedeiro Glicoproteínas: geralmente virais • Importantes no reconhecimento do hospedeiro Envelope Viral Envelope viral Exemplos de formas e simetria Helicoidal Icosaédrica Icosaédrica • Dependente de organelas e enzimas do hospedeiro. • Geralmente promove a morte hospedeira → ciclo lítico. • Estágios do ciclo lítico – Adsorção – Penetração Direta – injeção do material genético Fusão com a membrana Endocitose – Síntese – Montagem – Liberação e lise da célula Replicação viral Replicação de Bacteriófagos Penetração direta - injeção do material genético Ciclo lítico de um bacteriófago Anexo Montagem Montagem BainhaFibra O processo é coordenado ... O genoma é modular Ciclo lisogênico Descendência Reprodução bacteriana (transdução) • Semelhante ao ciclo lítico de bacteriófagos • Diferenças: – Presença de envelope em alguns vírus – Compartimentalização da célula hospedeira – Ausência de parede celular na célula hospedeira Adesão de vírus de animais • Atração química • Espículas glicoproteícas geralmente fazem o reconhecimento. Replicação de vírus de animais Entrada e desnudamento Montagem e liberação • A maioria dos vírus de DNA faz a montagem no núcleo, sendo então liberada no citoplasma • A maioria dos vírus de RNA se desenvolve no citoplasma • A quantidade de partículas produzidas é variável • Liberação com ou sem lise • Várias estratégias, dependendo do localização do vírus. material genético e da Síntese Herpes Simplex Tipo I Liberação de vírus envelopados por brotamento Brotação Brotamento • Permanecem dormentes nas células hospedeiras por anos, sem atividade e sem sintomas ou sinais. • Muitos não se incorporam ao cromossomo. Latência de vírus de animais Patogênese A patogênese está relacionada ao estudo de fatores virais, de resposta do hospedeiro e mecanismos de transmissão, que interferem na instalação das doenças virais. As doenças virais podem causar sintomatologias clínicas acentuadas, leves ou até mesmo, sem sintomas clínicos evidentes. A presença de sintomas está ligada a fatores como o grau de patogenicidade da cepa viral e ao tipo de resposta imunológica realizada pelo hospedeiro. Os sintomas clínicos de doenças virais podem ser pouco específicos, já que existem vários vírus que inicialmente promovem os mesmos sintomas, ou que um mesmo vírus manifeste sintomas diferentes.Instauração da infecção • Para o estabelecimento de um processo infeccioso é necessário levar em consideração alguns fatores, como: a sobrevivência dos vírus no ambiente externo até entrar em contato com um hospedeiro, a presença de células que expressem proteínas que sejam reconhecidas pelos vírus e que apresentem os aparatos necessários para a replicação viral e o comprometimento dos mecanismos de defesa do hospedeiro. Transmissão A rota de entrada dos vírus corresponde principalmente as mucosas do sistema respiratório e gastrointestinal, mas também podem penetrar no organismo do hospedeiro através da mucosa da conjuntiva (membrana presente nos olhos), do sistema geniturinário e através da pele. Alguns vírus podem ser transmitidos pela mucosa anal, como é o caso do vírus da imunodeficiência humana (HIV) Transmissão • A transmissão vetorial é principalmente associada aos Arbovírus (vírus presentes em artrópodes, em especial os mosquitos), que são transmitidos diretamente na corrente sanguínea pela picada de seus vetores. Os principais representantes são: Dengue Vírus, Zika Vírus e Chikungunya Vírus. • OBS: A transmissão vertical é caracterizada pela contaminação causada pela mãe, ao seu filho. Pode acontecer por via placentária, no momento do parto e pela amamentação. Exemplos de vírus transmitidos pela via vertical: HIV e Citomegalovírus. PREVENÇÃO E VACINAS • As medidas profiláticas para doenças virais, são as mesmas utilizadas para outras doenças infecciosas. A partir da via de transmissão viral, é possível elaborar diferentes estratégias para a introdução de políticas de promoção a saúde, que visam garantir o acesso da população a informações educativas acerca dos métodos de prevenção individual. • A vacinação é uma medida de profilaxia que tem como objetivo, estimular o desenvolvimento de uma resposta imunológica específica contra um determinado patógeno, antes do seu contato com o organismo. As vacinas são normalmente constituídas pelos patógenos (atenuados ou inativados) de que se tem interesse em desenvolver imunidade. PREVENÇÃO E VACINAS • A vacinação por vírus atenuados, se caracteriza pela utilização de vírus que sofreram múltiplas passagens por culturas celulares ou ovos embrionados, trazendo como consequência o acúmulo de mutações, que favorece a diminuição de sua patogenicidade. Esse tipo de vacina é mais potente do que as que utilizam os vírus inativados, pois a capacidade de replicação do vírus é preservada, garantindo não só a estimulação da produção de anticorpos, mas também a ativação de linfócitos TCD8, a partir do sistema antígeno leucocitário humano (HLA). Sua aplicação não é recomendada em indivíduos imunocomprometidos, pela possibilidade dos vírus sofrerem algum tipo de mutação que os leve a retroceder para um estágio patogênico. PREVENÇÃO E VACINAS • A vacinação por vírus inativados, utilizam vírus que foram induzidos a perder a capacidade de replicação, a partir de mudanças de PH, calor, utilização de agentes químicos ou radioativos. É o tipo de vacina mais segura, por não apresentar a possibilidade da regressão do vírus a um estágio patogênico, porém, resulta em uma baixa resposta imunológica, em decorrência da falta de ativação dos linfócitos. • OBS: Com o advento da biologia molecular outros tipos de vacinas puderam ser produzidas, como as vacinas recombinantes, de DNA, entre outras. PRINCIPAIS FERRAMENTAS DIAGNÓSTICAS • O diagnóstico de infecções virais pode ser feito a partir de ensaios sorológicos ou moleculares. As metodologias sorológicas se baseiam em identificar os anticorpos produzidos como resposta as infecções virais (outras doenças infecciosas também), a presença de anticorpos IgM indica a presença de infecções recentes, enquanto IgG sugere infecções pregressas. Na rotina laboratorial, a dosagem das imunoglobulinas IgG e IgM é normalmente feita por imunocromatografia de fluxo lateral (teste rápido), quimioluminescência ou ensaios imunoenzimáticos (ELISA – Enzyme Linked Immunosorbent Assay). PRINCIPAIS FERRAMENTAS DIAGNÓSTICAS • Dos ensaios moleculares utilizados para o diagnóstico de doenças virais, destaca-se a reação em cadeia da polimerase (PCR). É um teste de alta sensibilidade e especificidade, que se baseia no uso de reações enzimáticas para amplificar sequências específicas do DNA do vírus de interesse (se o vírus possuir o genoma de RNA, é possível convertê-lo em DNA para realizar a amplificação). A partir do processo de amplificação de DNA, é possível quantificar as cópias virais presentes na amostra. PRINCIPAIS FAMÍLIAS DOS VÍRUS • Orthomyxoviridae • Retroviridae • Flaviviridae • Coronaviridae • Hepadnaviridae Você sabia? Algumas famílias de vírus correspondem aos chamados “vírus gigantes”. Esses vírus são caracterizados pela facilidade de sua visualização por microscopia óptica, o que vai contra a natureza conhecida dos vírus, que são tradicionalmente conhecidos por seu tamanho diminuto. Algumas espécies de vírus gigantes foram descobertas no Brasil, dentre elas, destacam-se o Tupanvírus e Sambavírus, que tiveram seus nomes escolhidos para homenagear a cultura do país. Os vírus gigantes descobertos atualmente, só são capazes de infectar algumas espécies de amebas. Guarde essa ideia! A aplicação de mais de uma dose de vacina, pode estar relacionada a fatores como: o tipo da vacina, mutações virais ou o desaparecimento da imunização ao longo do tempo. Apesar de mais seguras, as vacinas produzidas com patógenos mortos, não promovem uma imunização satisfatória na aplicação da primeira dose, por isso, se faz necessário a aplicação de outras doses em determinados intervalos de tempo, para potencializar a resposta imunológica. Os vírus podem desenvolver mutações espontâneas que são passadas aos seus descendentes, tornando necessária a aplicação de uma nova dose da vacina. Em determinados intervalos de tempo, e por diferentes fatores, a imunidade desenvolvida para um determinado patógeno diminui gradualmente, necessitando da aplicação de um reforço vacinal, que promova nova imunização. Referências Bibliográficas SANTOS, N.S.O; ROMANOS, M.T.V; WIGG, M.D. Virologia humana. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015. KNIPE, M.D; HOWLEY, PM. Fields Virology. 6. ed. Pensilvânia: Wolters Kluwer Health, 2015. Acesse o Ambiente Virtual Acesse seu ambiente virtual e consulte os livros da disciplina de microbiologia e imunologia, como também, não se esqueça de realizar os questionários e as atividades. Qualquer dúvida, procure seu tutor em dúvidas de conteúdo. PRÓXIMOS PASSOS UNIDADE III Estudem!!!URANÁLISES Tópicos Integradores II Bons Estudos!