Orthomyxoviridae. Vírus Influenza. Curso: Medicina Veterinária Disciplina: Virologia III. Prof a. Rita de Cássia Nasser Cubel Garcia

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1 Curso: Medicina Veterinária Disciplina: Virologia III Prof a. Rita de Cássia Nasser Cubel Garcia Orthomyxoviridae Vírus Influenza

2 A História da Gripe Por volta do ano 2500 a.c., no Egito, o Faraó voltou de uma viagem com febre, corpo mole e dores por toda a parte. O padre-médico-tesoureiro aconselhou-o a passar o dia em repouso, tomando chá de flores de camomila ou uma garrafada misteriosa que continha extrato de plantas e outros ingredientes." papiro médico grego com receitas, tratamentos e encantamentos mágicos e religiosos 412 a.c. na Grécia: Hipócrates: 1º relato científico de influenza: doença respiratória que durou alguma semanas, matou muitas pessoas e então, desapareceu 1781: epidemia na Rússia 1830: epidemia na Ásia pelo grande número de doentes e pela frequência da tosse : 1 o registro de uma pandemia de gripe óbitos (+ idosos) Século XX: 3 grandes Pandemias 1918: Gripe Espanhola: o maior holocausto médico já visto Bonde circula por cidade brasileira carregado de caixões em 1918 commons.wikimedia.org cienciahoje.uol.com.br/controlpanel/materia/.../ c

3 Gripe Espanhola milhões de mortos Gripe de Hong Kong mortes Gripe Asiática mortes H1N1 Pandemias de Influenza A Século XX H2N2 H3N2 H1N1 Gripe do H5N1 Frango A(H1N1) pdm Século XXI

4 Família: Orthomyxoviridae Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 2706; doi: /ijms

5 Virus Influenza GENOMA: 8 segmentos de RNA fita simples (-) (Flu A e Flu B) CAPSÍDEO: simetria helicoidal nucleoproteína NP ENVELOPE: face interna: proteína da matriz M1 Naffakh, N et al. Annu. Rev. Microbiol : PB2 transmembrana: PA M2 (Influenza A) proteína de canal iônico HA hemaglutinina NE neuraminidase PB1 NP RNA Ribonucleoproteína: RNA + NP + complexo RNA polimerase viral (PB1+ PB2 + PA)

6 Ciclo de replicação: vírus influenza Hemaglutinina Adsorção do vírus ao receptor celular (ácido siálico) Neuraminidase Evitar a agregação viral Disseminação do vírus no hospedeiro Penetração: fusão do envelope do vírus com a membrana do endosoma Mark von Itzstein Nature Reviews Drug Discovery 6, (December 2007) doi: /nrd2400

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8 Hemaglutinina HA1 Sítio de ligação ao receptor HA2 Peptídeo de fusão Fontana et al 2012 DOI: /JVI Clivagem de HA essencial para a infectividade do vírus Determinante de virulência

9 NE: retira as moléculas de acido siálico presentes na membrana da célula hospedeira envelope viral

10 Evita a disseminação viral neutralizante Resposta imune humoral: HA, NE

11 Influenza em mamíferos: infecção respiratória

12 24-72h

13 Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial Amostras clínicas: humanos suínos equinos Aspirado de nasofaringe Swab nasal equidblog.com Introdução de swab na direção dorso-medial acompanhando o septo nasal. Pesq. Vet. Bras. 33(1):61-73, janeiro 2013

14 Influenza em mamíferos: Diagnóstico laboratorial Detecção direta do antígeno viral: Ensaio Imunoenzimático Ensaio imunocromatográfico Detecção direta do genoma viral: RT-PCR Real Time PCR (PCR quantitativo) nanohelix.net

15 Influenza em mamíferos: Diagnóstico laboratorial Isolamento em ovos embrionados Inoculação na cavidade alantoide: Detecção: reação de hemaglutinação (HA) com o líquido alantoide Reação de inibição da hemaglutinação (HI): Identificação do vírus isolado Isolamento em Cultura de Células DOI: /BMRJ/2016/28858 Identificação: Imunofuorescência

16 Influenza em aves: Gripe aviária, Gripe do frango, Peste aviária - Infecção no trato respiratório - infecção no epitélio intestinal vírus eliminado nas fezes por 3-4 semanas Reservatórios do vírus na natureza (LPAIV): Aves aquáticas selvagens (infecção assintomática) ordem Anseriformes (patos, gansos, cisnes) ordem Charadriiformes (gaivotas, andorinhas do mar, aves pernaltas) Aves domésticas ordem Galliformes: galinha galinha-de-angola peru codorna faisão Não são hospedeiros naturais do FluA Suscetíveis à infecção

17 Influenza A: subtipos virais na natureza Hemaglutinina Neuraminidase N10 N11 Guatemala Peru 16 HA x 9 NE = 144 combinações possíveis

18 Virus Influenza A - Distribuição dos subtipos de HA

19 Bird flyaway routes Atlantic American Flyway Araujo et al, Locais de concentração de aves migratórias no Brasil: regiões N, NE e S Hurtado et al Brasil: 164 espécies de aves migratórias

20 Vírus Influenza A de aves Baixa patogenicidade Alta patogenicidade DOI: /iee.v1i Notificação obrigatória: H5 e H7

21 infecção assintomática patos gansos alta patogenicidade galinhas perus 100% fatal baixa patogenicidade

22 Influenza aviária: Diagnóstico laboratorial Amostras clínicas: Aves: fezes frescas, swab de traqueia, swab de cloaca, tecidos (necropsia) Isolamento em ovos embrionados Inoculação na cavidade alantoide: Detecção: reação de hemaglutinação (HA) com o líquido alantoide news.bbc.co.uk Reação de inibição da hemaglutinação (HI): Identificação do vírus isolado

23 Influenza aviária: Diagnóstico laboratorial Detecção direta do genoma viral: RT-PCR Real Time PCR (PCR quantitativo) nanohelix.net

24 Reservoirs and inter-species transmission events of low pathogenic avian influenza A viruses Transmissão de Influenza aviário para mamíferos: Temperatura ótima de replicação do vírus de 40 o C em aves para 37 o C em mamíferos Mudança no sitio de replicação de intestinal para respiratório Mudança da especificidade de receptor de alfa 2,3 ácido sialico para alfa 2,6 Wild birds, domestic birds, pigs, horses, humans and bats maintain their own influenza A virus (subtype in bold). Spill-over events occur occasionally most frequently from wild birds (arrow straight, subtype normal font). *H7N7 virus emerged amongst horses in the 1950s but is currently thought to be extinct.

25 Ácido siálico Galactose HA Flu A aviário: 2-3 HA Flu A humano: 2-6

26 Especificidade de receptor dos Vírus influenza restringem o espectro de hospedeiro Influenza aviário: HA reconhece ácido siálico ligado a galactose com ligações -2,3 Influenza humano: HA reconhece ácido siálico ligado a galactose com ligações -2,6 (SA -2,6Gal) Células epiteliais da traquéia humana (SA 2,3Gal) Células epiteliais do trato intestinal das aves suíno hospedeiro intermediário Células do epitélio respiratório com ácido siálico ligado à galactose com ligações -2,3 e -2,6

27 Influenza A Pandêmico (shift): (i) Emergência de um Novo subtipo de HA e/ou NE para o qual a população não possui anticorpos (ii) alta infectividade em humanos (iii) Transmissão sustentada entre humanos

28 Influenza A Pandêmico (shift): A B Reassortment Vírus A Vírus B Vírus com segmento de gene A + segmento de gene B ems-solutionsinc.com

29 Timeline and evolution of pandemic influenza viruses 1977 Russian flu 2009 H1N1 H1N1

30 Origem do vírus pandêmico Flu A H1N1( pdm09) (H1N1) (H1N1) Swine triple reassortant (H3N2) Swine triple reassortant (H1N2)

31 HPAI H5N1 people.scs.carleton.ca/~soma/biosec/readings/influenza/influenza-fig5.html Inicialmente o fator de risco para infecções humanas era a exposição direta ou indireta com aves infectadas vivas ou mortas ou fômites contaminados 2008: emergência de uma nova sublinhagem H5 no Egito com maior capacidade de ligar ao receptor de células humanas

32 até 04/ 2019: 454 óbitos / 860 casos Zoonotic events caused by influenza H5N1 viruses

33 The Genesis of an H5N1 Pandemic Virus Russell & Webster Cell Nov 4;123(3):

34 HPAI H7N9 The HA gene might have originated from avian influenza viruses of duck origin. The NA gene might have transferred from migratory birds. The six internal genes of this virus probably originated from two different groups of H9N2 avian influenza viruses, which were isolated from chickens (H9N2, H7N3 and H11N9). Zhu et al. Current Opinion in Virology,16: , 2016 até 05/2019: 615 óbitos / 1568 casos Até o momento não há evidência de transmissão homem a homem de Flu A (H7N9)

35 Influenza aviária Brasil está livre da nova Influenza Aviária coopeavi.coop.br/?noticias/3/48/brasil_esta_livre_da_nova_influenza_aviaria O vírus da nova gripe, identificado como H7N9, foi responsável pela morte de 43 chineses que mantiveram contato com aves contaminadas e há registro de pelo menos um caso de transmissão entre humanos. O Brasil não importa aves da China. Então, não há risco para o Brasil. Constantemente são identificados diversos focos de influenza aviária, tanto de alta e baixa patogenicidade no mundo inteiro. O que nós adotamos é uma estratégia global, como a fiscalização de bagagens em portos e aeroportos, fiscalização de containêres, a questão da vigilância de propriedades... Chatziprodromidou et al Global distribution of avian influenza A virus outbreaks

36 Influenza suína no Brasil Porcine respiratory disease complex after the introduction of H1N1/2009 influenza virus in Brazil Rech et al. Zoonoses Public Health, 2018, 64: e155-e Reassortment H1N1 x H3N2

37 Abstract. Passive monitoring for detection of influenza A viruses (IAVs) in pigs has been carried out in Brazil since 2009, detecting mostly the A(H1N1)pdm09 influenza virus. Since then, outbreaks of acute respiratory disease suggestive of influenza A virus infection have been observed frequently in Brazilian pig herds. During a influenza monitoring, a novel H1N2 influenza virus was detected in nursery pigs showing respiratory signs. The pathologic changes were cranioventral acute necrotizing bronchiolitis to subacute proliferative and purulent bronchointerstitial pneumonia. Lung tissue samples were positive for both influenza A virus and A(H1N1)pdm09 influenza virus based on RT-qPCR of the matrix gene. Two IAVs were isolated in SPF chicken eggs. HI analysis of both swine H1N2 influenza viruses showed reactivity to the H1d cluster. DNA sequencing was performed for all eight viral gene segments of two virus isolates. According to the phylogenetic analysis, the HA and NA genes clustered with influenza viruses of the human lineage (H1-d cluster, N2), whereas the six internal gene segments clustered with thea(h1n1)pdm09 group. This is the first report of a reassortant human-like H1N2 influenza virus derived from pandemic H1N1 virus causing an outbreak of respiratory disease in pigs in Brazil. The emergence of a reassortant IAV demands the close monitoring of pigs through the ful lgenome sequencing of virus isolates in order to enhance genetic information about IAVs circulating in pigs.

38 Emerging Infectious Diseases Vol. 23, No. 1, January 2017 Whole-Genome Characterization of a Novel Human Influenza A(H1N2) Virus Variant, Brazil Resende et al 2017 We report the characterization of a novel reassortant influenza A(H1N2) virus not previously reported in humans. Recovered from a pig farm worker in southeast Brazil who had influenzalike illness, this virus is a triple reassortant containing gene segments from subtypes H1N2 (hemagglutinin), H3N2 (neuraminidase), and pandemic H1N1 (remaining genes).

39 Influenza Equina no Brasil (H3N8) Favaro & Richtzenhain, 2016 DOI: /issn v53i2p (H3N8)

40 Host range of influenza A viruses. H2N2 H3N2 ph1n1 H1N1 H5N1 H7N9 H3N2 H3N8 H3N8 Benjamin Mänz et al. J. Virol. 2013;87:

41 Flu A - Mecanismos de variabilidade Influenza Interpandêmico (drift) Variante antigênica de cepa pré-existente Alterações dirigidas às espículas HA e NA Ocorrência regional Influenza Pandêmico (shift) Novo subtipo para o qual a população não possui anticorpos

42 Virus Influenza A e B - Antigenic drift mutação pontual nos genes da HA e/ou NE viral alteram a antigenicidade Ocorrência de epidemias anuais H3 H3 H3 H3 Anti-H3 anti-h3 anti-h3 anti-h3

43 Anvisa define composição de vacina contra a gripe para 2019 RE Nº 2.714, DE 4 DE OUTUBRO DE 2018 As vacinas influenza trivalentes a serem utilizadas no Brasil no ano de 2019, deverão conter, obrigatoriamente, três tipos de cepas de vírus em combinação, e deverão estar dentro das especificações abaixo descritas: - um vírus similar ao vírus Influenza A/Michigan/45/2015(H1N1)pdm09 - um vírus similar ao vírus Influenza A/Switzerland/8060/2017 (H3N2); e - um vírus similar ao Influenza B/Colorado/06/2017 (linhagem B/Victoria/2/87) As vacinas quadrivalentes contendo dois tipos de cepas do vírus influenza B deverão conter um microorganismo similar ao Influenza B/Phuket/3073/2013 (linhagem B/Yamagata/16/88), além dos outros três tipos de cepas já definidos. As cepas das vacinas utilizada no país são atualizadas anualmente para garantir a proteção contra os tipos de cepas da gripe que estão em circulação no mundo.

44 Virus Influenza Preparação de vacinas Inoculação na cavidade alantoide de ovos embrionados de galinha Genes HA e NE Flu 1 Outros Genes Flu 2

45 Controle: Quarentena Controle de trânsito de animais Higiene das instalações Detecção precoce da eliminação viral Suínos: Influenza suína é considerada enzoótica não se vacina no Brasil Equinos: Brasil: vacina inativada Certificado de vacinação contra gripe equina ou certificado informando a não ocorrência clínica de doença nos 30 dias que antecederam a emissão do documento do trânsito