Retrovírus. Fernanda Luz de Castro Aluna de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola e do Meio Ambiente.

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1 Retrovírus Fernanda Luz de Castro Aluna de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola e do Meio Ambiente.

2 Tópicos Características Classificação Retrovírus de importância na medicina veterinária Retrovírus de importância na área médica Retrovírus Endógenos (ERVs) Fatores de restrição HIV Origem do HIV Resistência natural ao HIV Cura da infecção por HIV?

3 Características Principal característica: replicação viral que inclui uma etapa de transcrição reversa e integração no genoma do hospedeiro. Variabilidade! Fonte: Adaptado de

4 Características Transcrição Reversa

5 Características Fonte: Flores, 2007

6 Características Lentivírus de pequenos ruminantes (CAEV e MVV) X FIV X HIV Fonte: Flores, 2007, Kenyon et al, 2011,

7 Classificação Fonte: Flores, 2007.

8 Classificação Vírus da família Retroviridae de importância na área médica: Deltaretrovirus: vírus da leucemia de células T humano (HTLV-1 e 2) Lentivirus: Vírus da imunodeficiência humana 1 e 2 (HIV-1 e HIV-2)

9 Retrovírus de importância na medicina veterinária Pequenos lentivírus de ruminantes (SRLV) MVV - vírus Maedi-Visna (1960) CAEV - Vírus da artrite-encefalite caprina (1980) Similaridade genômica, antigênica e apresentação da doença em ovinos e caprinos. Principal forma de contaminação é vertical via colostro Transmissão horizontal: aerossóis

10 Retrovírus de importância na medicina veterinária MVV (Maedi = Dispnéia, Visna = definhamento) Foi caracterizado na Islândia, em ovinos que apresentavam pneumonia progressiva e encefalite degenerativa foi erradicada após sacrifício de milhares de animais No Brasil a situação é desconhecida, no entanto, já foi detectado pelo menos um isolado do Sul do país.

11 Retrovírus de importância na medicina veterinária Fonte:

12 Retrovírus de importância na medicina veterinária CAEV Causa artrite (mais comum) e encefalite Afeta principalmente joelhos, levando a dificuldade de locomoção e perda de peso Detectado em vários países, inclusive no Brasil (Nordeste e Sudeste)

13 Fonte: Retrovírus de importância na medicina veterinária Corte histológico de pulmão mostrando imunoreatividade em um macrófago aoveolar.

14 Retrovírus de importância na medicina veterinária Vírus da Adenomatose Pulmonar dos Ovinos (causada pelo JSRV) JSRV (retrovírus de ovinos Jaagsiekte) Betaretrovirus Os animais doentes apresentavam-se como se tivessem sido perseguidos ou caçados, devido a dificuldade respiratória (Jaag = caçar, siekte = doença)

15 Retrovírus de importância na medicina veterinária JSRV Apresenta distribuição mundial, com excessão da Austrália e da Islândia. No Brasil, ela é considerada enfermidade de notificação obrigatória A transmissão parece ocorrer através de contato direto e indireto com secreções do trato respiratório e também pela saliva

16 Retrovírus de importância na medicina veterinária Formação de tumores no pulmão através da transformação neoplásica de células epiteliais. Células tumorais produzem excesso de muco. Fonte:

17 Retrovírus de importância na medicina veterinária JSRV Como não há resposta humoral detectável, o diagnóstico deve basear-se nos sinais clínicos das fases avançadas, ou detecção de ácidos nucleicos por PCR Controle: isolamento de animais doentes ou descarte de animais positivos

18 Retrovírus de importância na medicina veterinária Vírus da Leucose Aviária Alfaretrovírus, descrito pela primeira vez em 1908 Causador de anomalias e neoplasias no sistema hematopoiético em aves Diagnóstico é geralmente realizado na necropsia, mas podem ser usados testes sorológicos e também PCR.

19 Retrovírus de importância na medicina veterinária Vírus da Leucose Aviária A transmissão ocorre de duas formas principais: Vertical: por transferência congênita do vírus infeccioso e por transmissão genética (integração do provírus nos cromossomos dos gametas) Horizontal: saliva (alta densidade populacional em granjas)

20 Retrovírus de importância na medicina veterinária Vírus da Leucose Aviária Ocorre durante a maturidade sexual, resultando em perdas econômicas significativas Fonte:

21 Retrovírus de importância na medicina veterinária FIV Vírus da Imunodeficiência felina O primeiro isolamento foi descrito em 1986, nos Estados Unidos A presença do vírus estava associada com um quadro de imunodeficiência. Modelo animal para estudo da AIDS semelhante quadro de imunossupressão (depleção de CD4 +, doenças oportunistas)

22 Retrovírus de importância na medicina veterinária FIV Distribuição mundial, inclusive Brasil, e já foi isolado de felinos selvagens Principal forma de transmissão é pelo contato direto, através da saliva, pelas mordidas durante as brigas entre animais Também pode ser transmitido via sêmen e leite

23 Retrovírus de importância na medicina veterinária Animal no último estágio da doença: FAIDS Fonte:

24 Retrovírus de importância na medicina veterinária FIV Diagnóstico feito por testes sorológicos e detecção de provírus por PCR Medida de controle: Separação dos animais infectados, diminuição do acesso deles às ruas Vacinas em fase experimental

25 Retrovírus de importância na medicina veterinária FeLV - Vírus da leucemia felina Gênero Gammaretrovirus Transmissão através de saliva durante brigas, como FIV Imunodeficiência e tumores (linfomas, leucemias), além de anemias e falhas reprodutivas

26 Retrovírus de importância na medicina veterinária FeLV - Vírus da leucemia felina A infecção pelo FeLV possui distribuição mundial, com maior prevalência em locais com grande densidade de felinos Gatis: 33% População geral de gatos: 1%

27 Retrovírus de importância na medicina veterinária Vacinas preparadas com o vírus inativado e vacinas recombinantes são disponíveis. Alta redução (70%). Pupilas irregulares: uma das manifestações possíveis da doença. Fonte:

28 Retrovírus de importância na área médica HTLV-1 (Vírus da Leucemia Humana de células T tipo 1) Primeiro retrovírus que demonstrou causar doenças em humanos, que pode ter sido transmitido para humanos por macacos há mais de 10 mil anos atrás Infecta principalmente células CD4+

29 Retrovírus de importância na área médica HTLV-1 (Vírus da Leucemia Humana de células T tipo 1) Perturba a regulação das células T, podendo levar a leucemia adulta de células (2% - 3% dos infectados). Outras vezes leva a doenças inflamatórias crônicas, como a Paraparesia Espástica Tropical/Mielopatia associada ao HTLV- 1 (PET/MAH) (1% - 2% dos infectados)

30 Fonte: Retrovírus de importância na área médica

31 Retrovírus Endógenos (ERVs) Sequencias no genoma derivadas de infecções virais antigas em mamíferos e outros vertebrados Provírus integrados são passados de geração em geração Todos parecem ser defectivos Aproximadamente 8% do nosso genoma suspeita de envolvimento com doenças (esquizofrenia anticorpos contra HERVs encontrados no soro)

32 Retrovírus Endógenos (ERVs) Evidências de respostas imunes contra HERVs em indivíduos HIV positivos HIV induz a expressão de HERVs?? Vacina tendo HERVs como alvo poderia eliminar células infectadas pelo HIV?

33 Fatores de restrição Em adição as respostas imunes convencionais Imunidade Intrínseca Humanos e outros mamíferos Constitutiva ou induzida por Interferon

34 Fatores de restrição Três maiores classes: Família de proteínas APOBEC (APOBEC3G) TRIM5α Teterina

35 Fatores de restrição Fonte: Kirchhoff, 2010.

36 Fatores de restrição APOBEC3G Foi o primeiro gene do hospedeiro identificado como um inibidor do HIV-1 (2002) Citidina deaminase: age durante a transcrição reversa, retirando grupamentos amina das citidinas, as transformando em uridinas. Causa mutações G para A na fita complementar: stop codons prematuros.

37 Fatores de restrição Geração de hipermutações Fonte: modificado de

38 Fatores de restrição TRIM5α Descoberta em 2004 com um importante determinante da resistência ao HIV-1 em cultivo celular. Ela se liga aos capsídeos nascentes no citoplasma e os conduz ao desnudamento precoce.

39 Fatores de restrição Fonte:

40 Fatores de restrição Teterina Descoberta mais recentemente, em 2008 Inibe a liberação das partículas virais produzidas conectando os vírions maduros a superfície celular Sua expressão é induzida por interferons do tipo I

41 Fatores de restrição Fonte:

42 Fatores de restrição No entanto, HIV-1 e outros lentivirus desenvolveram fatores para contra-ataque. Esses fatores virais são nomeados de acessórios (permitem a replicação in vivo). Fonte:

43 Fatores de restrição Fatores de escape do vírus TRIM5α X mutações de escape no capsídeo APOBEC3 X Vif Teterina X Vpu Fator desconhecido x Vpr (Vpx em HIV-2).

45 Fatores de restrição Vif: Fator de Infectividade Viral Seu alvo intracelular, as proteínas da família APOBEC3, em especial a APOBEC3G Na ausência de Vif, a APOBEC3G é incorporada nos vírions e inibe a síntese do DNA viral durante a transcrição reversa Vif serve como uma molécula adaptadora para ligar um complexo ubiquitina ligase, gerando poliubiquitinação e degradação via proteossomo.

47 Fatores de restrição Vpu: Proteína Viral U Interage com os recém sintetizados CD4 no retículo endoplasmático e recruta um complexo de ubiquitina ligase que os marca para degradação Interage com a teterina de uma forma muito específica e leva o fator a degradação proteosomal e/ou lisossomal

49 Fatores de restrição Vpr: Proteína Viral R Múltiplas atividades de Vpr tem sido reportadas: Ativação do DNA proviral Interrupção do ciclo celular no ciclo G2 Indução de apoptose Aumento da fidelidade da RT Vpx Duplicação da Vpr (HIV-2) Ambos interagem com complexos de ubiquitinação

50 HIV

51 Origem do HIV HIV-1 se originou de múltiplas transmissões zoonóticas do Vírus da Imunodeficiência Símia (SIV) para humanos na África Central e Ocidental. Caça e abate dos primatas para alimentação Captura, venda e manutenção como animais de estimação

52 Origem do HIV 4 grupos principais: M, N, P, O. Fonte: Kirchhoff, 2010.

53 Origem do HIV Dentro de um subtipo, a variação em nível de aminoácido é de 8-17% Entre subtipos usualmente é entre 17% e 35% Diversidade entre os subtipos do grupo O são parecidas com o que se vê no grupo M: origem antiga. Todos os vírus dos grupos N e O são relacionados proximamente, dentro de cada grupo: origem mais atual.

54 Origem do HIV SIVrcm SIVgsn SIVcpz HIV-1 (grupos M e N) SIVgor HIV-1 (grupos O e P)

55 Origem do HIV Comunidades de chimpanzés em Camarões formam reservatórios naturais de SIV, os quais deram origem aos grupos M e N. Grupo N ficou confinado em Camarões. Grupo M se espalhou para a República democrática do Congo, de onde a pandemia provavelmente se iniciou.

56 Origem do HIV Grupos M N O P

57 Origem do HIV A evidência mais antiga de infecção por HIV em humanos foi encontrada em uma amostra de soro e biópsia de linfonodo estocadas em 1959 e 1960, em Kinshasha (RDC) Amostra usada para validações e extrapolações dos programas de relógio molecular Grupo M, mais antigo: transferência entreespécies ocorreu provavelmente entre 1853 e as primeiras décadas de 1900.

58 Origem do HIV Grupos M e N: tempos diferentes de origem, sendo N mais recente. Grupo O parece ter se originado ao mesmo tempo que grupo M, mas infectou poucas pessoas. Tempo desde a origem do grupo P não é determinado.

59 Origem do HIV Quanto ao HIV-2, suas origens não são tão bem determinadas. HIV-2 SIVsm Menor virulência e progressão lenta, se manteve principalmente na África ocidental.

60 Resistência natural ao HIV ESNs (High-risk exposed HIV-seronegative individuals): Indivíduos que são frequentemente expostos ao vírus mas não exibem evidência sorológica de infecção ou nenhum sinal de imunodeficiência Esse grupo revelou a existência de mecanismos de resistência natural ao HIV.

61 Resistência natural ao HIV Fonte: Taborda-Vanegas, 2011

62 Resistência natural ao HIV CCR5 Δ32 Uma deleção de 32pb resultando na síntese de uma proteína truncada Indivíduos homozigotos para essa mutação são altamente resistentes a infecção por HIV-1 Ocorre em aproximadamente 10% dos indivíduos Caucasianos

63 Resistência natural ao HIV CCR5 Δ32 CD4 Fonte:

64 Resistência natural ao HIV CCR5 Δ32 - distribuição Fonte:

65 Cura da infecção por HIV? Transplante de células tronco hematopoiéticas de um indivíduo homozigoto para a mutação CCR5 Δ32 em um indivíduo soropositivo e com leucemia. Após 4 anos de tratamento, não se encontrou resquícios de carga viral em sangue, medula, vísceras ou cérebro.

66 Cura da infecção por HIV? Fonte:Hütter, 2011.