REPLICAÇÃO, PATOGENIA CONTROLE VIRAL

Transcrição

1 Microbiologia Geral REPLICAÇÃO, PATOGENIA CONTROLE VIRAL Fernanda Villar Corrêa

2 CARACTERÍSTICAS VIRAIS - Genoma DNA ou RNA - Na célula hospedeira o genoma viral direciona a síntese dos componentes necessários para a produção de novos virions - Virions são veículos para transmissão do genoma viral para próxima célula hospedeira ou organismo - Uma vez dentro da próxima célula, os virions são desmontados iniciando um novo ciclo de infecção

3 ESTRATÉGIAS COMUNS ENTRE OS VÍRUS - Empacotam o seu genoma dentro de uma partícula utilizada para transmissão a um hospedeiro - Genoma viral contém a informação para iniciar e completar um ciclo de infecção dentro de uma célula suscetível e permissível - Todos genomas virais são capazes de infectarem uma população de hospedeiro, visando a sobrevivência viral, são parasitas moleculares obrigatórios que somente se tornam funcionais após se replicarem em uma célula - Todos os vírus devem transcrever o mrna que será traduzido pelos ribossomos do hospedeiro: - os vírus são parasitas da maquinaria de síntese proteica da célula

4 ENTENDENDO OS VÍRUS * Como parasitas moleculares obrigatórios, cada método de replicação pode revelar algo sobre o hospedeiro e / ou vírus * Vírus dependem de seus hospedeiros para sobreviver - Se são muito bem sucedidos e matam seus hospedeiros, eles podem se eliminar - Se eles forem muito passivos e a defesa do hospedeiro impedir o seu crescimento, eles podem ser eliminados

5 DEFESAS DO ORGANISMO Defesa: Intrínseco Imunidade originária Imunidade adquirida

6 OBJETIVO DA REPLICAÇÃO - Produzir progênie viral viável - Consequências - Nenhuma (TTV) - Doença (Hepatites virais) - Morte do hospedeiro (HIV) - Termo replicação em virologia

7 REPLICAÇÃO * Em biologia Síntese de moléculas de ácidos nucléicos X * Em virologia Todo o processo de multiplicação viral

8 ALGUNS CONCEITOS - INFECÇÃO PRODUTIVA - Produção de progênie viral viável - INFECÇÃO ABORTIVA - Ciclo replicativo interrompido - SUSCEPTIBILIDADE - Capacidade das células de serem infectadas - PERMISSIVIDADE - Ocorrência de multiplicação viral

9 ALGUNS CONCEITOS - Células suscetíveis e permissivas - Suportam o ciclo replicativo completo * Penetração + etapas intracelulares - Células não suscetíveis ou permissivas - Faltam receptores para adsorção e penetração - Semipermissivas - Exceção = transfecção (processo artificial)

10 ALGUNS CONCEITOS - ESPECTRO DE HOSPEDEIRO - Conjunto de espécies animais ou de diferentes células - TROPISMO - Predileção por células ou tecidos * Receptores virais Ex.: H5N1 Em humanos: ácido siálico-galactose: ligações α-2,6 Em aves: ligações α-2,3 Suínos: ambos receptores

11 ETAPAS DA REPLICAÇÃO 1. Adsorção 2. Penetração 3. Desnudamento 4. Expressão gênica (transcrição e tradução) 5. Replicação do genoma 6. Morfogênese / maturação 7. Egresso

12 ADSORÇÃO Ligação específica das partículas víricas na superfície das células hospedeiras Proteínas de superfície dos vírions (VAPs) Vírus nú: proteínas do capsídeo Vírus envelopados: glicoproteínas Receptores celulares Proteínas (glicoproteínas) Carboidratos

13 ADSORÇÃO

14 ADSORÇÃO - Vírus que utilizam receptores específicos - Rinovírus, poliovírus, FMDV - Vírus que utilizam receptores alternativos - Herpesvírus, togavírus (rubéola) - Vantagem evolutiva - Maior espectro de hospedeiros e células - Receptores virais - Vírus DNA (Tabela 1) e RNA (Tabela 2)

15 ADSORÇÃO Tabela 1: Receptores celulares e mecanismos de penetração dos principais vírus DNA

16 ADSORÇÃO Tabela 2: Receptores celulares e mecanismos de penetração dos principais vírus RNA

17 ADSORÇÃO - Co-receptores: auxiliam na interação - HIV: o complexo gp120 gp41 vai se ligar ao receptor CD4 - E os receptores de citocinas vão atuar como co-receptores celulares

18 PENETRAÇÃO -Principais mecanismos de penetração dos vírus nas células hospedeiras: A) Fusão com a membrana plasmática B) Fusão após endocitose mediada por clatrina C) Fusão após endocitose mediada por caveolina D-E) Penetração após endocitose mediada por lipídios

19 DESNUDAMENTO - Série de eventos que ocorre após a penetração - Exposição do genoma para transcrição/tradução - Estar acessível as enzimas - Vírus DNA: penetração do genoma nos poros nucleares

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21 ESTRUTURA DOS GENOMAS - Os genomas virais de DNA ou RNA são estruturalmente diversos: - linear - circular - segmentado - Fita única de polaridade (+) - Fita única de polaridade (-) - Fita dupla - Fita dupla parcial

22 EVOLUÇÃO VIRAL - Complexos e inúmeros métodos de infecções com apenas sete tipos de genomas (DNA ou RNA) - A composição e a estrutura desses sete tipos de genomas virais são mais variados do que qualquer genoma dos reinos bacterianos, arquea ou eucarióticos - Diferentes estratégias de replicação são fontes constantes de pesquisa

23 Qual o objetivo de ter genoma DNA ou RNA - Alguns argumentam que durante o processo evolutivo o genoma de RNA surgiu primeiro - Atualmente somente os vírus possuem genomas RNA - Vestígios de um mundo ancestral de RNA? - Quando e por que houve uma mudança para genomas DNA para todas as formas de vida, porém exceto para alguns vírus?

24 GENOMAS VIRAIS

25 Qual informação é codificada em um genoma viral? - Produtos de genes e sinais de regulação para: - A replicação do genoma viral - Montagem e empacotamento do genoma - Regulação do ciclo de replicação - Modulação de defesas do hospedeiro - Disseminação para outras células e hospedeiros

26 Qual informação NÃO é codificada em um genoma viral? - Não possuem genes que codificam a síntese completa de proteína - dependem da maquinaria celular - Não possuem genes que codificam proteínas envolvidas na produção de energia ou na síntese de membrana - Não possuem genes que codificam centrômeros ou telômeros encontrados nos cromossomos

27 Qual a estratégia comum entre os vírus DNA ou RNA - Os genomas virais devem produzir mrna que pode ser lido pelos ribossomos das células hospedeiras

28 Vírus DNA - Replicação no núcleo - Exceção: poxvírus (replicam no citoplasma) - DNA fita dupla: dsdna (Classe I) maioria - DNA fita simples: ssdna (Classe II) - DNA parcialmente dupla: pdsdna (Classe VII)

29 Genomas dsdna: DNA fita dupla - Genoma é copiado pela DNA polimerase hospedeiro (polioma, papiloma) - Alguns carregam DNA polimerase viral (Adeno, herpes)

30 Ciclo replicativo dos vírus da classe I - dsdna - GENES CEDO: codificam proteínas não estruturais relacionadas com a interface com o hospedeiro - GENES INTERMEDIÁRIOS: codificam proteínas não estruturais relacionadas com a replicação - GENES TARDIOS: codificam proteínas estruturais envolvidas na montagem

31 Genomas ssdna: DNA fita simples - NÃO codificam a DNA polimerase - Toda replicação é realizada pela polimerase do hospedeiro

32 Ciclo replicativo dos vírus da classe II - ssdna - Mais dependentes da maquinaria celular - O genoma de DNA fita simples é convertido em fita dupla pela DNA polimerase celular - A RNA polimerase celular transcreve os mrna virais - Proteínas não estruturais (enzimas que vão atuar na replicação e interface com o sistema imune) - Proteínas estruturais que irão formar o capsídeo viral

33 Genomas pdsdna fita parcialmente dupla - Genoma ligado a proteínas - Genoma ligado a uma pequena sequencia de RNA - Uma fita completa e a outra parcial

34 Ciclo replicativo dos vírus da classe VII - pdsdna - Replicação parte núcleo e parte no citoplasma - RNA polimerase viral (transcriptase reversa) - Expressão gênica: inicial, intermediaria e tardia - Quebra do dogma da biologia DNA => RNA => X Proteínas

35 Vírus RNA - Replicação no citoplasma * Ortomixovírus: no núcleo - As células não possuem a RNA polimerase dependente de RNA viral - Enzima é codificada pelo genoma viral - Vai sintetizar o genoma de RNA e o mrna viral - mrna será lido pelos ribossomos da célula

36 Vírus RNA RNA fita simples Maioria - Vírus RNA (+): genoma infeccioso - Vírus RNA (+) = mrna - Vírus RNA (-): não infeccioso - RNA fita simples (+): ssrna (+) (Classe IV) - RNA fita simples (-): ssrna (-) (Classe V) - RNA fita dupla: dsrna (Classe III) - RNA fita simples (+) com DNA intermediário: ssrna-rt (+) (Classe VI)

37 Genomas ssrna (+): RNA fita simples (+)

38 Genomas ssrna (-): RNA fita simples (-)

39 Ciclo replicativo dos vírus da classe V ssrna (-) - Trazem a replicase viral (RNA polimerase) - RNA (-) => RNA (+) = mrna - mrna sem CAP e cauda de poli A (ir no núcleo) - Proteínas estruturais e não estruturais

40 Genomas dsrna : RNA fita dupla - Muitos vírus com dsrna são Segmentados - Reoviridae: 10 a 12 segmentos (Rotavírus)

41 Ciclo replicativo dos vírus da classe III dsrna (+/-) - Carregam a polimerase viral - Produção de mrna - Transcrição primária: proteínas não estruturais - Transcrição secundária: proteínas estruturais

42 Genomas ssrna(+) c/dna intermediário - Única família: Retroviridae - HIV e HTLV (vírus T-linfotrófico humano) - Replicação no citoplasma e núcleo - Carregam: RT, integrase, protease

43 Ciclo replicativo dos vírus da classe VI ssrna (+) - Vídeo exemplificando a replicação do HIV

44 MORFOGÊNESE/MATURAÇÃO MORFOGÊNESE: - Processo de montagem das partículas víricas - Ocorre no final do ciclo replicativo MATURAÇÃO: - Aquisição da capacidade infectiva - Envelopados: aquisição do envelope (+) (Classe VI)

45 EGRESSO Maturação intracelular e egresso dos vírus sem envelope - Vírus nú já sai pronto do citoplasma (RNA) ou núcleo (DNA) - Liberados quando ocorre a destruição das células infectadas

46 MATURAÇÃO POR BROTAMENTO Envelope adquirido das membranas celulares internas - Retículo endoplasmático e complexo de Golgi contendo as glicoproteínas virais - Os Herpesvírus podem adquirir o envelope da membrana nuclear

47 BROTAMENTO Processo de aquisição do envelope - Envelope é adquirido da membrana plasmática - Liberação por exocitose com ou sem lise celular

48 PATOGÊNIA

49 PATOGÊNIA

50 PATOGÊNIA Processo de desenvolvimento de uma doença Penetração Disseminação Replicação Lesão Doença I nf e c ç ã o Vírus x Hospedeiro Do e n ç a

51 FATORES DE VIRULÊNCIA DO VÍRUS VIRULÊNCIA: - Capacidade de produzir estado patológico no hospedeiro. Depende: - Estirpe viral - Quantidade de inóculo inicial

52 FATORES DE PREDISPOSIÇÃO DO HOSPEDEIRO - A susceptibilidade ou resistência à uma infecção depende: - Potencial genético - Fatores nutricionais - Estado imune - Estresse - Gravidez - Idade - Febre

53 VIAS DE ENTRADA PELE - Camada epidérmica queratinizada. - Vias de entrada: - Picada de artrópode (vetor): Arbovírus; - Pequenas lesões: HPV, HSV, HBV; - Mordida de animal: Rabdovírus; - Iatrogênica (intervenção humana): HBV, HCV, HIV. HPV

54 VIAS DE ENTRADA MUCOSA - TRATO RESPIRATÓRIO: - Mecanismos de proteção: - muco, movimentos ciliares, IgA. - Infecções respiratórias localizadas: - Rinovírus, Parainfluenza, Influenza, Coronavírus, RSV, muitos Adenovírus e alguns enterovírus. - Doenças generalizadas: - Vírus da caxumba, sarampo, rubéola, catapora e varíola.

55 TRANSMISSÃO DE VÍRUS RESPIRATÓRIOS FORMAÇÃO DE AEROSSÓIS

56 VIAS DE ENTRADA MUCOSA - TRATO GASTRINTESTINAL - Mecanismos de proteção: - muco, IgA, ph ácido, bile, enzimas proteolíticas - Produção de infecção entérica: - Rotavírus, Calicivírus e alguns Adenovírus. - Produção de doenças generalizadas: - Enterovírus.

57 VIAS DE ENTRADA MUCOSA - TRATO GENITAL: - Mecanismo de proteção: - muco cervical, ph ácido, secreção vaginal. - Produção de lesões locais: - HPV. - Produção de doenças generalizadas: - HIV, HBV, HSV. HIV

58 VIAS DE ENTRADA MUCOSA - CONJUNTIVA: - Mecanismo de proteção: - lágrima e piscar dos olhos. - Conjuntivites: - alguns Adenovírus e Enterovírus. OUTRAS VIAS: - TRANSPLANTES: CMV, EBV. - TRANSMISSÃO VERTICAL (in utero): Rubéola, CMV, HIV.

59 TRANSMISSÃO VERTICAL

60 Penetração Infecção celular Replicação -Susceptibilidade - Permissividade

61 FASES DA REPLICAÇÃO VIRAL

62 INTERAÇÃO VÍRUS-CÉLULA Alteração da membrana plasmática Presença proteínas ou glicoproteínas estranhas ao sistema imune. Presença de proteínas de fusão sincícios. HSV Sincícios

63 INTERAÇÃO VÍRUS-CÉLULA - Autólise celular - Liberação enzimas autolíticas. - Apoptose. - Integração genômica - Infeções persistentes: HIV, HPV - Alterações cromossomiais - síndrome rubéola congênita - linfomas associados ao vírus Epstein Barr (EBV).

64 INTERAÇÃO VÍRUS-CÉLULA - Formação corpúsculos de inclusão. - Acúmulo proteínas (antígenos) virais. RAIVA

65 INTERAÇÃO VÍRUS-CÉLULA - Transformação celular - Malignização por vírus oncogênicos.

66 FASE DE INCUBAÇÃO - Período de incubação - período inicial, antes que os sintomas sejam detectados

67 FASE DE MANIFESTAÇÃO DE SINTOMAS - Período prodrômico - período em que o paciente apresenta sintomas inespecíficos

68 VIAS DE DISSEMINAÇÃO - LOCALIZADA - O vírus permanece na porta de entrada. - HPV

69 VIAS DE DISSEMINAÇÃO - SISTÊMICA - Viremia - quando o vírus atinge o sangue, após sua multiplicação nos linfonodos. - Sarampo, rubéola - o vírus pode sofrer uma 2ª viremia após sua multiplicação em outros sítios do organismo. - Dengue, catapora

70 VIAS DE DISSEMINAÇÃO - SISTÊMICA - Neuronal - quando a disseminação do vírus ocorre através dos nervos. - HSV, vírus da raiva

71 TIPOS DE INFECÇÃO - Sintomática - Assintomática

72 TIPOS DE INFECÇÃO - Aguda SINTOMÁTICA - O vírus pode ser eliminado do organismo com a recuperação do paciente, ou podendo, em alguns casos levar a morte. - Influenza, Rotavirus.

73 TIPOS DE INFECÇÃO - PERSISTENTE - O vírus se mantêm no organismo por tempo prolongado, com ou sem manifestações clínicas. A infecção persistente pode ser: - Crônica - Latente

74 TIPOS DE INFECÇÃO - PERSISTENTE - Crônica - O vírus infecta na forma clínica ou inaparente, e sua multiplicação é contínua. Esta replicação viral pode demorar anos para resultar em manifestações clínicas. - Hepatite B, HIV

75 TIPOS DE INFECÇÃO - PERSISTENTE - Latente - O vírus permanece no organismo após a infecção inicial, podendo reativar uma ou mais vezes. Tanto a primoinfecção como as reativações podem ser com ou sem manifestações clínicas. - Herpesvírus

76 TIPOS DE INFECÇÃO - INFECÇÃO ONCOGÊNICA - Alguns vírus estabelecem infecções persistentes que podem estimular o crescimento celular descontrolado. Acúmulo de mutações levando a alterações funcionais como perda de inibição de contato, expressão alterada de receptores - HPV, HTLV-1

77 TIPOS DE INFECÇÃO - INFECÇÃO CONGÊNITA - A infecção viral durante a gestação pode causar lesões ou morte do embrião. - A infecção materna pode alcançar o feto por viremia e promover uma infecção transplacentária, ou por infecção vaginal ascendente, atingindo a membrana amniótica. - Vírus da rubéola, CMV, HIV

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