1. A SMALL INFECTIOUS AGENT? A: THE SIZE DOES NOT DEFINE A VIRUS. Circovirus 20nm. Not so small. This definition is insufficient

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1 ENTERITES VIRAIS Prof. Dr. Paulo Eduardo Brandão Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia Universidade de São Paulo

2 O QUE É UM VÍRUS?

3 1. A SMALL INFECTIOUS AGENT? Circovirus 20nm Not so small This definition is insufficient Pithovirus 1,500 nm x 500nm A: THE SIZE DOES NOT DEFINE A VIRUS Escherichia coli 2,000 x 500nm

4 A poison is the cause of rabies Cornelius Celsus 1 st century CE POISON Latin VIRUS

5 2. A PARASITE? WHAT DO YOU NEED TO MAKE AN EUKARYOTIC CELL? 1. Cell membrane: evolved due to selection to virus infection! 2. Some mitochondrial enzymes are of viral origin: viruses genes: recombination with bacteria: bacteria become endosimbionts! 3. Cell nucleus: derived from a large DNA virus that became endosimbiont to a prokaryotic cell! A: PARASITE IS A TOO HOST-CENTRIC DEFINITION

6 IS IT POSSIBLE TO HAVE VIRUSES WITHOUT A CELL? WELL, IT MIGHT HAVE BEEN IN THE ORIGIN OF LIFE ON EARTH!

7 3. ALWAYS A PATHOGEN? VIRUS PARTICLES IN THIS PLANET ONLY 1% OF VIRUSES SPECIES ARE PATHOGENIC MOST PART: NO DISEASE MOST PART OF VIRAL MASS: INFECTING PLANCTON: O 2 AND CARBON CYCLES!! GENE THERAPY: GENE DELIVERY A: VIRUSES ARE NOT ALWAYS PATHOGENS

8 10 million light years Earth Silver Dollar Galaxy: NGC 253 THE SIZE OF VIRUS PARTICLES IN A STRAIGHT LINE!

9

10 4. A LIVING ORGANISM? SOME CHARACTERISTICS OF LIFE: FLOW OF ENERGY (e - ) + MOLECULAR MACHINES + REPLICATION + SELF-ORGANIZATION VIRION (= VIRUS PARTICLE) THE CELL BECOMES THE VIRUS! VIRUS (= FULL EXPRESSION OF VIRUS BIOCHEMISTRY) A: YES (BUT INCLUDING A NON-LIVING PHASE)

11 SO WHAT IS A VIRUS? AN NON-CELLULAR LIVING ORGANISM WITH AN OBLIGATORY INTRACELULAR PHASE AND FULLY DEPENDENT ON A HOST CELL TO BE ALIVE, WITH AN EXTRACELULAR PHASE CHARACTERIZED BY PARTICLES WITH A WIDE RANGE OF SIZES MEASURED IN A NANOMETER SCALE THAT TRANSPORT ITS OWN GENOMIC INFORMATION FROM CELL TO CELL, IN SOME CASES LEADING TO VARIOUS DEGREES OF DISEASES IN THE INFECTED CELL/ ORGANISM

12 ENTERITES VIRAIS 1. DEFINIÇÃO 2. IMPACTO EM SAÚDE PÚBLICA E PRODUÇÃO 3. DISTRIBUIÇÃO E FORMAS DE OCORRÊNCIA 4. CORONAVÍRUS 5. ROTAVÍRUS 6. OUTROS VÍRUS 7. FISIOPATOLOGIA 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCEIS 9. CADEIA EPIDEMIOLÓGICA 10. DIAGNÓSTICO 11. PREVENÇÃO E CONTROLE 12. TRATAMENTO 13. REFERÊNCIAS

13 1. DEFINIÇÃO ENTERITES VIRAIS ENTIDADES MÓRBIDAS INFECTO-CONTAGIOSAS DO SISTEMA DIGESTÓRIO QUE ACOMETEM PRINCIPALMENTE ANIMAIS NEONATOS, MANIFESTANDO-SE SOB A FORMA DE VARIADOS GRAUS DE ENTERITE, CAUSADA POR VÍRUS DOS GÊNEROS CORONAVIRUS, ROTAVIRUS, ADENOVIRUS, BREDAVIRUS E PARVOVIRUS.

14 ENTERITES VIRAIS 2. IMPACTO EM SAÚDE PÚBLICA E PRODUÇÃO A CADA 24 h: 200 MILHÕES DE PESSOAS COM GASTROENTERITES UBIQUITÁRIA EM CRIANÇAS < 5 ANOS A CADA ANO: MORTES INFANTIS POR ROTAVÍRUS

15 ENTERITES VIRAIS 2. IMPACTO EM SAÚDE PÚBLICA E PRODUÇÃO ZOONOSES CLÁSSICAS (ROTAVÍRUS) ZOONOSES POTENCIAIS (CORONAVÍRUS)

16 ENTERITES VIRAIS 2. IMPACTO EM SAÚDE PÚBLICA E PRODUÇÃO NEONATOS RETARDO NO CRESCIMENTO MORTALIDADE ADULTOS PRODUÇÃO DE LEITE GANHO DE PESO PERDA DE CONDIÇÃO CORPORAL ADULTOS/ NEONTATOS INFECÇÕES SECUNDÁRIAS CUSTO COM TRATAMENTOS

17 ENTERITES VIRAIS 3. DISTRIBUIÇÃO E FORMAS DE OCORRÊNCIA DISTRIBUIÇÃO: MUNDIAL MAIS COMUM: ENDÊMICA ADULTOS: EPIDÊMICA

18 ENTERITES VIRAIS 3. DISTRIBUIÇÃO E FORMAS DE OCORRÊNCIA TENDÊNCIA SAZONAL DE DIARRÉIAS VIRAIS: TEMPERATURAS*** UV UMIDADE ESTRESSE TÉRMICO DENSIDADE POPULACIONAL

19 4. CORONAVÍRUS ENTERITES VIRAIS

20 4. CORONAVÍRUS ENTERITES VIRAIS

21 4. CORONAVÍRUS ENTERITES VIRAIS de Groot RJ et al. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV): announcement of thecoronavirus Study Group. J Virol Jul;87(14):

22 4. CORONAVÍRUS ENTERITES VIRAIS GENOMA ssrna SENTIDO POSITIVO NÃO-SEGMENTADO 27-32kb Masters, P. S. The molecular biology of coronaviruses. Advances in Virus Research, v. 66,p , 2006.

23 ENTERITES VIRAIS 4. CORONAVÍRUS Brandão et al., 2012

24 ENTERITES VIRAIS 4. CORONAVÍRUS ESTABILIDADE ph 5 a 7.4 (37 C) ph 3 a 10 (4 C)

25 ENTERITES VIRAIS 4. CORONAVÍRUS ENTERÓCITOS DAS VILOSIDADES (INTESTINO DELGADO) CÉLULAS-ALVO ENTERÓCITOS DAS CRIPTAS (INTESTINO GROSSO) EPITÉLIO RESPIRATÓRIO! CoV entéricos SNC, MACRÓFAGOS, TRATO REPRODUTIVO*, RINS, FÍGADO Outros CoV

26 Brandão et al., 2012

27 5. ROTAVÍRUS ENTERITES VIRAIS

28 5. ROTAVÍRUS ENTERITES VIRAIS

29 5. ROTAVÍRUS ENTERITES VIRAIS dsrna SEGMENTADO SENTIDO NEGATIVO Ñ ENVELOPADO NM CAPSÍDEO DUPLO PROTEÍNA P PROTEÍNA G

30 5. ROTAVÍRUS ENTERITES VIRAIS SOROGRUPO A 12 TIPOS DE PROTÉINA G 14 TIPOS DE PROTEÍNA P sorotipos CONSEQÜÊNCIAS? IMUNIDADE SOROTIPO-ESPECÍFICA

31 5. ROTAVÍRUS ENTERITES VIRAIS Matthijnssens et al. Uniformity of rotavirus strain nomenclature proposed by the Rotavirus Classification Working Group (RCWG). Arch Virol Aug;156(8):

32 5. ROTAVÍRUS ENTERITES VIRAIS REASSORTMENT/ REARRANJOS GENÉTICOS: DIVERSIDADE GENÉTICA G6P6 - - G10P1 - G6P1

33 6. OUTROS VÍRUS ENTERITES VIRAIS ADENOVÍRUS ASTROVÍRUS TOROVÍRUS PARVOVÍRUS

34 ENTERITES VIRAIS 7. FISIOPATOLOGIA

35

36 ENTERITES VIRAIS 7. FISIOPATOLOGIA Dobras, vilosidades e microvilosidades intestinais Dobras

37 ENTERITES VIRAIS Vilosidades

38 ENTERITES VIRAIS Microvilosidades

39 ENTERITES VIRAIS

40 REPLICAÇÃO EM ENTERÓCITOS APOPTOSE/ NECROSE rotavírus Coronavírus bovino Parvovírus*** EXFOLIAÇÃO ATROFIA DE VILOSIDADES PERDA DE CÉLULAS DAS CRIPTAS REPOSIÇÃO POR ENTERÓCITOS IMATUROS PRESSÃO OSMÓTICA INTRA-LUMINAL Β-GALACTOSIDASE FUNÇÃO SECRETÓRIA ACÚMULO DE ÁGUA INTRA-LUMINAL *** Rotavírus: proteína nãoestrutural 4:enterotoxina DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE GLICOSE SECREÇÃO Na, Cl e bicarbonato

41 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES CORONAVÍRUS BOVINO (BCoV) 1. DIARRÉIA NEONATAL: BEZERROS 2. PROCESSOS RESPIRATÓRIOS: BEZERROS 4. DISENTERIA DE INVERNO: BOVINOS ADULTOS 4. RUMINANTES SILVESTRES

42 Brandão et al. Molecular analysis of Brazilian strains of bovine coronavirus (BCoV) reveals a deletion within the hypervariable region of the S1 subunit of the spike glycoprotein also found in human coronavirusoc43. Arch Virol Sep;151(9):

43 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES ROTAVÍRUS BOVINO Caruzo et al. Molecular characterization of G and P-types bovine rotavirus strains from Goiás, Brazil: high frequency of mixed P-type infections. Mem Inst Oswaldo Cruz Dec;105(8):

44

45 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES CORONAVÍRUS BOVINO (BCoV) EM ADULTOS DISENTERIA DE INVERNO WINTER DYSENTERY DIARRÉIA EPIZOÓTICA DE BOVINOS ADULTOS DIARRÉIA SANGUINOLENTA BOVINOS ADULTOS SURTOS ANUAIS 10 DIAS TENDÊNCIA SAZONAL INVERNO TAXA DE ATAQUE: 100% 90% PRODUÇÃO DE LEITE

46 Brandão et al. On the etiology of an outbreak of winter dysenter On the etiology of an outbreak of winter dysentery in dair y in dairyy cows in Brazil Pesq. Vet. Bras. 27(10): , outubro 2007

47 EQÜINOS ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES Barros et al. A multigene approach for comparing genealogy of Betacoronavirus from cattle and horses. ScientificWorldJournal Nov 17;2013:

48 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES CORONAVÍRUS CANINO (CCoV) GASTROENTERITE (VÍRUS CCoV) INFECÇÃO RESPIRATÓRIA (CORONAVÍRUS RESPIRATÓRIO CANINO) SOROTIPOS 1 E 2

49 Buonavoglia et al. Canine coronavirus highly pathogenic for dogs. Emerg Infect Dis Mar;12(3):492-4.

50 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES CORONAVÍRUS FELINO (FCoV) Addie Feline coronavirus--that enigmatic little critter. Vet J Jan;167(1):5-6.

51 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES CORONAVÍRUS AVIÁRIO (ACoV) Villarreal et al. Orchitis in roosters with reduced fertility associated with avian infectious bronchitis virus and avian metapneumovirus infections. Avian Dis Dec;51(4):900-4.

52

53 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES ROTAVÍRUS AVIÁRIO Beserra et al. Occurrence and characterization of rotavirus A in broilers, layers, and broiler breeders from Brazilian poultry farms. Avian Dis Mar;58(1):153-7.

54 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES CORONAVÍRUS SUÍNO PEDV (PORCINE EPIDEMIC DIARRHEA VIRUS) Huang et al. Origin, evolution, and genotyping of emergent porcine epidemic diarrhea virus strains in the United States. MBio Oct 15;4(5):e

55 ENTERITES VIRAIS 8. CORONAVÍRUS E ROTAVÍRUS EM DIVERSAS ESPÉCIES ROTAVÍRUS SUÍNO Tonietti et al. Phylogenetic analyses of the VP4 and VP7 genes of porcine group A rotaviruses in Sao Paulo State, Brazil: first identification of G5P[23] in piglets. J Clin Microbiol Aug;51(8):

56

57 NECROSE, ATROFIA E FUSÃO DE VILOSIDADES HIPERPLASIA DE CRIPTAS NORMAL APÓS ENTERITE

58 NORMAL APÓS ENTERITE

59 ENTERITES VIRAIS 9. CADEIA EPIDEMIOLÓGICA FONTES DE INFECÇÃO -NEONATOS, ADULTOS DOENTES*** -ADULTOS PORTADORES -RESERVATÓRIOS (SILVESTRES, DOMÉSTICOS) VIAS DE ELIMINAÇÃO -FEZES -SECREÇÕES RESPIRATÓRIAS VIAS DE TRANSMISSÃO -AEROSSÓIS -FÔMITES -VETORES MECÂNICOS PORTAS DE ENTRADA -MUCOSA ORAL -MUCOSA RESPIRATÓRIA SUSCEPTÍVEIS -NEONATOS < 1 MÊS -VACAS EM LACTAÇÃO -IMUNOSSUPRIMIDOS

60 ENTERITES VIRAIS 10. DIAGNÓSTICO 10.1 FATORES DE RISCO FÊMEAS PRIMÍPARAS FALHA COLOSTRAL BEZERROS DE IDADES DIFERENTES LOCALIZAÇÃO DO BEZERREIRO COLEÇÕES DE ÁGUA VETORES OUTRAS CRIAÇÕES

61 10. DIAGNÓSTICO ENTERITES VIRAIS 10.2 DIAGNÓSTICO DIRETO COLHEITA DE AMOSTRAS 4ºC 1º DIA DE SINTOMAS partículas virais/ml de fezes RETO

62 ENTERITES VIRAIS 10. DIAGNÓSTICO 10.2 DIAGNÓSTICO DIRETO MÉTODOS MICROSCOPIA ELETRÔNICA ISOLAMENTO VIRAL ELISA PCR ELETROFORESE EM GEL DE POLIACRILAMIDA (ROTAVÍRUS)

63 ELETROFORESE EM GEL DE POLIACRILAMIDA (PAGE): DIAGNÓSTICO DE ROTAVÍRUS ELETROFORESE EM GEL DE POLIACRILAMIDA (PAGE): DIAGNÓSTICO DE ROTAVÍRUS EXTRAÇÃO DE RNA RNA SEGMENTADO

64 ELETROFORESE EM GEL DE POLIACRILAMIDA (PAGE): DIAGNÓSTICO DE ROTAVÍRUS - GEL DE POLIACRILAMIDA +

65 10. DIAGNÓSTICO ENTERITES VIRAIS 10.2 DIAGNÓSTICO DIRETO LABORATÓRIO DE VIROLOGIA VPS/FMVZ/USP: PROF. DR. JOSÉ ANTONIO JEREZ LABORATÓRIO DE BIOLOGIA MOLECULAR APLICADA E SOROLOGIA VPS/FMVZ/USP

66 10. DIAGNÓSTICO ENTERITES VIRAIS 10.3 DIAGNÓSTICO INDIRETO AMOSTRA: SORO 1 AMOSTRA ÚNICA SEM SIGNIFICADO DIAGNÓSTICO

67 FREQUÊNCIA DE ANTICORPOS ANTI-VÍRUS ENTÉRICOS

68 10. DIAGNÓSTICO ENTERITES VIRAIS 10.3 DIAGNÓSTICO INDIRETO 2 AMOSTRAS PAREADAS DE SORO INDICA INFECÇÃO RECENTE SE HOUVER SOROCONVERSÃO

69 ENTERITES VIRAIS 10. DIAGNÓSTICO 10.4 DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL Escherichi coli Salmonella sp Clostridium perfringens Campylobacter sp Cryptosporidium parvum DIARRÉIAS NÃO-VIRAIS Eimeria sp Giardia sp ALTERAÇÕES EM DIETA STRESS

70 ENTERITES VIRAIS 11. PREVENÇÃO E CONTROLE 11.1 MEDIDAS APLICÁVIES ÀS FONTES DE INFECÇÃO DIAGNÓSTICO PERIÓDICO AMBIENTAÇÃO SEPARAÇÃO ENTRE IDADES SEPARAÇÃO DE ANIMAIS COM SINTOMAS

71 ENTERITES VIRAIS 11. PREVENÇÃO E CONTROLE 11.2 MEDIDAS APLICÁVIES ÀS VIAS DE TRANSMISSÃO DESTINO DE EXCRETAS HIGIENIZAÇÃO CONTROLE DE VETORES DESINFECÇÃO Rotavírus Coronavírus Fenol Formol Cloro β-propiolactona Etanol 95% Formol Cloro Iodo Amônio quaternário

72 ENTERITES VIRAIS 11. PREVENÇÃO E CONTROLE 11.3 MEDIDAS APLICÁVIES AOS SUSCEPTÍVEIS BIOSSEGURIDADE COLOSTRO (IgA) 1 AS HORAS PÓS-NASCIMENTO BANCO DE COLOSTRO -20 ºC

73 ENTERITES VIRAIS 11. PREVENÇÃO E CONTROLE 11.3 MEDIDAS APLICÁVIES AOS SUSCEPTÍVEIS VACINAÇÃO (MAMÍFEROS) VACAS PRENHES***, 7º E 9º MESES DE GESTAÇÃO, IM IgA COLOSTRAL VACINAS*

74 12. TRATAMENTO ENTERITES VIRAIS REIDRATAÇÃO ORAL FLUIDOS ALCALINIZANTES

75 13. REFERÊNCIAS ENTERITES VIRAIS de Groot RJ et al. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV): announcement of thecoronavirus Study Group. J Virol Jul;87(14): Masters, P. S. The molecular biology of coronaviruses. Advances in Virus Research, v. 66,p , Brandão et al. Coronaviridae. In : Flores, E. F. (ed) Virologia Veterinária 2ed., Editora UFMSM, Santa Maria Alfieri et al., Reoviridae. In : Flores, E. F. (ed) Virologia Veterinária 2ed., Editora UFMSM, Santa Maria Matthijnssens et al. Uniformity of rotavirus strain nomenclature proposed by the Rotavirus Classification Working Group (RCWG). Arch Virol Aug;156(8): Brandão et al. Molecular analysis of Brazilian strains of bovine coronavirus (BCoV) reveals a deletion within the hypervariable region of the S1 subunit of the spike glycoprotein also found in human coronavirusoc43. Arch Virol Sep;151(9): Caruzo et al. Molecular characterization of G and P-types bovine rotavirus strains from Goiás, Brazil: high frequency of mixed P-type infections. Mem Inst Oswaldo Cruz Dec;105(8): Brandão et al. On the etiology of an outbreak of winter dysenter On the etiology of an outbreak of winter dysentery in dair y in dairyy cows in Brazil Pesq. Vet. Bras. 27(10): , outubro 2007 Buonavoglia et al. Canine coronavirus highly pathogenic for dogs. Emerg Infect Dis Mar;12(3): Addie Feline coronavirus--that enigmatic little critter. Vet J Jan;167(1):5-6. Villarreal et al. Orchitis in roosters with reduced fertility associated with avian infectious bronchitis virus and avian metapneumovirus infections. Avian Dis Dec;51(4): Beserra et al. Occurrence and characterization of rotavirus A in broilers, layers, and broiler breeders from Brazilian poultry farms. Avian Dis Mar;58(1): Huang et al. Origin, evolution, and genotyping of emergent porcine epidemic diarrhea virus strains in the United States. MBio Oct 15;4(5):e Tonietti et al. Phylogenetic analyses of the VP4 and VP7 genes of porcine group A rotaviruses in Sao Paulo State, Brazil: first identification of G5P[23] in piglets. J Clin Microbiol Aug;51(8):

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