Vírus Influenza Disciplina: Relação Parasita-Hospedeiro Profa. Rita de Cássia Nasser Cubel Garcia
A História da Gripe papiro médico grego com receitas, tratamentos e encantamentos mágicos e religiosos 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." 412 a.c. na Grécia: Hipócrates: 1º relato científico de influenza: doença respiratória que durou alguma semanas, matou muitas pessoas e então, desapareceu cienciahoje.uol.com.br/controlpanel/materia/.../3096 -
A História da Gripe 1781: epidemia na Rússia 1830: epidemia na Ásia pelo grande número de doentes e pela frequência da tosse 1889-1890: 1 o registro de uma pandemia de gripe 300.000 óbitos principalmente idosos Séulo XX: 3 grandes Pandemias 1918: Gripe Espanhola: o maior holocausto médico já visto commons.wikimedia.org Bonde circula por cidade brasileira carregado de caixões em 1918 cienciahoje.uol.com.br/controlpanel/materia/.../3096 - c
Gripe Espanhola 20-40 milhões de mortos Gripe de Hong Kong Gripe Asiática H1N1 H2N2 H3N2 H1N1 S-OIV(H1N1) 2009 Século XX Gripe do H5N1 Frango 1997 2003
Gripe espanhola 3 ondas: primavera de 1918 (branda) setembro-novembro 1918 (alta mortalidade) 20 40 anos 1919 (alta mortalidade) No. de óbitos: 40 milhões de pessoas taxa de mortalidade Flu espanhola: >2,5% outros surtos de Flu: 0,1% Morbidade: outas epidemias crianças < 15 anos www.birdflumanual.com
Século XXI: Are we ready for pandemic Influenza? Março Abril 2009 18/03/ 2009 : casos de gripe suína no México 21/04/2009: CDC confirma casos de gripe suína na California. 25/04/2009: WHO eleva alerta de pandemia para nível 4 potencial pandêmico 08/05/2009: Brasil relata 4 casos 11/06/2009: WHO eleva o risco de pandemia para fase 6 pandemia global 74 países com casos confirmados http://www.nature.com/news/
Família: Orthomyxoviridae Vírus Influenza A: humanos suínos equinos aves focas Vírus Influenza B Vírus Influenza C humanos
Virus Influenza Microscopia eletrônica: partículas pleomórficas, envelopadas diâmetro: 80-120nm An electron microscopy image of the flu virus. Credits: Rob Ruigrok/ UVHCI. http://www.esrf.eu/news/general/flu/ Public Health Image Library (PHIL) 2009_H1N1_influenza_virus_genetic-num-nl.svg http://phil.cdc.gov/phil/details.asp?pid=10073
www.nature.com Proteína transmembrana: Flu A Proteína da Matriz- M1 (face interna do envelope) Hemaglutinina: envelope Nucleoproteína (NP): capsídeo Neuraminidase : envelope Genoma: 8 segmentos de RNA fita simples (-) Flu A e Flu B complexo RNA polimerase viral: PA, PB1, PB2 Capsídeo: simetria helicoidal nucleoproteína NP Envelope: face interna: proteína da matriz M1 transmembrana: M2 (Influenza A) proteína de canal iônico HA hemaglutinina NE neuraminidase
Virus Influenza PB2 PA PB1 NP RNA Naffakh, N et al. Annu. Rev. Microbiol. 2008. 62:403 424 Ribonucleoproteína: RNA + NP + complexo RNA polimerase viral (PB1+ PB2 + PA) transcrição e replicação do RNA viral
Fatores de virulência PB2: - replicação viral em células infectadas - fator genético associado à restrição do hospedeiro (transmissibilidade) PB1-F2: aumento de patogenicidade NS-1: suprime o mecanismo antiviral em células infectadas HA: transmissibilidade
Vírus Influenza A Dividido em subtipos diferenças antigênicas na HA e NE Hemaglutinina = 16 Neuraminidase = 9 Nomenclatura : Vírus Influenza Humano: Vírus Influenza A / Hong kong / 1 / 68 (H3N2) Tipo (A, B, C) Subtipo de HA e NA Origem geográica Ano de isolamento No. da amostra no lab. Vírus Influenza de outros hospedeiros: Vírus Influenza A / swine / Iowa / 15 / 30 (H1N1) Hospedeiro
Influenza A: subtipos virais na natureza Hemaglutinina Neuraminidase H16 144 combinações possíveis
wildlife1.usask.ca
Influenza aviário Reservatórios do vírus na natureza (LPAIV): Aves selvagens: ordem Anseriformes (patos e gansos) ordem Charadriiformes (gaivotas, aves costeiras) Aves domésticas: galinha peru galinha-d angola codorna faisão mais vulneráveis à infecção
Influenza em aves: - Infecção no trato respiratório - infecção no epitélio intestinal vírus eliminado nas fezes por 3-4 semanas www.biologycorner.com www.iowadnr.gov
infecção assintomática patos gansos alta patogenicidade galinhas perus 100% fatal baixa patogenicidade www.influenzareport.com
Virus Influenza A - Distribuição dos subtipos de HA
Hemaglutinina: - Adsorção do vírus ao receptor celular (ácido siálico) - Penetração:fusão do envelope do vírus com a membrana do endosoma Ciclo de replicação: vírus influenza Neumann et al. 2009. Nature, 459: 931-939 Neuraminidase: -Evitar a agregação viral - Disseminação do vírus no hospedeiro
www.nature.com Clivagem de HA0 essencial para a infectividade do vírus Representação esquemática da estrutura do trímero da HA inserido no envelope viral. Observe a posição dos sítios de ligação ao receptor e sítios antigênicos em HA1 e o peptídeo de fusão em HA2. www.academic.brooklyn.cuny.edu/
www.fluwikie.com
Evita a disseminação viral neutralizante no interior das células Resposta imune humoral: HA, NE e M2 www.nature.com
Resposta imune celular: NP e RNA polimerases Imunidade mediada por célula: linfócitos TCD8+ específicos para NP ou proteínas RNA polimerase reconhecem peptídeos virais apresentados por moléculas de classe I do MHC liberação de citocinas com atividade antiviral www.nature.com
Influenza em mamíferos: infecção respiratória www.horsehage.co.uk www.sciencedaily.com
Porta de Entrada: Trato respiratório http://www.ifpma.org/index.php?id=4176 www.influenzareport.com (A) Influenza infecta o trato respiratório superior e células ciliadas nos brônquios e bronquíolos. A resposta imune adaptativa é iniciadas nos nódulos linfáticos assoicados às vias aéreas. (B) O epitélio respiratório é capaz de se defender de patógenos pela camada de muco (brônquios), células ciliadas (brônquios e bronquíolos) e macrófagos alveolares.
Também há evidências de transmissão por mãos ou outras superfícies contaminadas A eficiência da transmissão por essas vias está na dependência da carga viral contaminante, de fatores ambientais como umidade e temperatura e do tempo transcorrido entre a contaminação e o contato com a superfície contaminada
Virus Influenza Manifestações clínicas Após 1-4 dias de incubação: - febre elevada (temperatura axilar >38 o C que pode durar até 7 dias, em geral desaparece no 3o. dia) - calafrios, cefaléia, prostração, tosse, congestão nasal e coriza, mialgia e artralgia. - diarréia e vômitos podem ocorrer, principalmente em crianças Paciente imunodeprimidos: sintomas podem persistir por 1 a 2 semanas e por até 6 semanas Complicações: - sinusite - infecção no ouvido - pneumonia viral ou causada por bactérias; - desidratação; - piora das doenças crônicas do tipo insuficiência cardíaca, asma - pneumonia primária por influenza pessoas com doenças cardiovasculares ou em mulheres grávidas.
24-72h
Mecanismos de variabilidade Influenza Interpandêmico (drift) Variante antigênica de cepa pré-existente Alterações dirigidas às espículas HA e NA Ocorrência regional Altas taxas de morbidade e mortalidade idosos e neonatos
Representação esquemática da estrutura do trímero da HA inserido no envelope viral. Observe a posição dos sítios de ligação ao receptor e sítios antigênicos em HA1 e o peptídeo de fusão em HA2. www.academic.brooklyn.cuny.edu/
Virus Influenza A e B - Variações menores: Antigenic drift mutações nos genes da HA e NE viral alteram a antigenicidade Ocorrência de epidemias anuais www.influenzareport.com
Virus Influenza A: Variações menores (Antigenic drift ) H3 H3 H3 H3 Anti-H3 anti-h3 anti-h3 anti-h3
Mecanismos de variabilidade Influenza Pandêmico (shift) Novo subtipo para o qual a população não possui anticorpos (rearranjo): somente Influenza A Associado a altas taxas de morbidade e mortalidade Acentuado potencial de transmissão: ocorrência mundial Epidemias em múltiplas ondas
Virus Influenza A - Variações maiores: Antigenic shift novo subtipo de HA e/ou NE www.influenzareport.com
Emergência de vírus influenza A pandêmico info4med.tistory.com PB1: aumento de patogenicidade
Especificidade de receptor dos Vírus influenza restringem o espectro de hospedeiro Influenza aviário: HA reconhece ácido siálico ligado a galactose com ligações -2,3 (SA 2,3Gal) Células epiteliais do trato intestinal das aves Influenza humano: HA reconhece ácido siálico ligado a galactose com ligações -2,6 (SA 2,6Gal) porco hospedeiro intermediário Células do epitélio respiratório com ácido siálico ligado a galactose com ligações -2,3 e -2,6 (SA 2,6Gal) Células epiteliais da traquéia humana Células epiteliais humanas dos bronquíolos e alveolos: receptores avian-like www.hsph.harvard.edu
H1N1 H?N? H3N2 H1N1 1998 H3N2 swine virus: avian/human/ swine triple ressortant viruses suínos na América do Norte Emergência do vírus Influenza A de origem suína Neumann et al. 2009. Nature, 459: 931-939 S-OIV (H1N1)
Classical swine virus H1N1 North American avian virus suínos desde 97-98 Human H3N2 virus Eurasian swine virus H1N1
Determinantes de patogenicidade viral Proteína Posição Baixa patogeniciade Alta patogenicidade Swine origin H1N1 virus Função PB2 627 Glu Lys Glu capacidade de 701 Asp Asn Asp replicação em células humanas PB1-F2 66 Asn Ser truncated (11AA) indução de apoptose HA sítio de clivagem único AA básico: Asn múltiplos AA básicos único AA básico: Asn clivagem de HA NS-1 92 Asp Glu Asp resistência ao C-terminal Arg-Ser- Glu-Val deleção Glu-Ser- Glu-Val 11 C-terminal truncated efeito antiviral do interferon alto nível de citocinas inflamatórias Neumann et al. 2009. Nature, 459: 931-939
Effector T cells control lung inflammation during acute influenza virus infection by producing IL-10 Jie Sun1 Rajat Madan, Christopher L Karp & Thomas J Braciale NATURE MEDICINE ADVANCE ONLINE PUBLICATION Infecção aguda por vírus Influenza IL-10 é produzida nos pulmões infectados em grande quantidade pelas células efetoras TCD8 + e TCD4 +. Bloqueio da atividade de IL-10 durante a infecção super produção de mediadores pró-inflamatórios (TNF-, IL-6, proteína-1 de atração de monócitos) infecção por vírus aviário H5N1 altamente patogênico e vírus da gripe espanhola Amostras altamente patogênicas produzem um processo inflamatório exagerado nos pulmóes e doença letal suprimem a produção de citocinas anti-inflamatórias IL-10 pelas células efetoras da imunidade adaptativa.
Fatores que favorecem a disseminação de um novo subtipo do vírus influenza A: A patogenicidade e a virulência da nova cepa A eficiência da transmissão do agente infeccioso A existência de grandes contingentes de população com pouca ou nenhuma imunidade a esta nova cepa Altas taxas de contato efetivo, ou seja, a probabilidade que um indivíduo infectado entre em contato com um indivíduo susceptível em condições que favoreçam a transmissão da doença O nível de desenvolvimento científico e tecnológico da sociedade. A capacidade de resposta rápida das autoridades de saúde pública.
June 2010 -- As of 6 June, worldwide more than 214 countries and overseas territories or communities have reported laboratory confirmed cases of pandemic influenza H1N1 2009, including over 18156 deaths. http://www.who.int
A Organização Mundial da Saúde (OMS) decreta em 10/08/2010 o início da fase pós-pandêmica do vírus Influenza Pandêmica (H1N1) 2009. De acordo com a OMS, o monitoramento epidemiológico mostrou que o vírus H1N1 não sofreu mutação para formas mais letais, a resistência ao antiviral fosfato de oseltamivir não se desenvolveu de forma importante e a vacina se mostrou uma medida eficaz para proteger a população. http://www.who.int/mediacentre/news/statements/2010/h1n1_vpc_20100810/en/index.html
http://www.who.int
Informe Técnico Quinzenal de Influenza Edição nº 9 setembro de 2010 Influenza Pandêmica (H1N1) 2009 Monitoramento da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG) em Hospitalizados A partir do ano epidemiológico de 2010, iniciado em 03 de janeiro deste ano, está recomendada a notificação e coleta de material biológico apenas dos casos de Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG) que forem submetidos à internação hospitalar. http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/informe_influenza_setembro_2010.pdf
Informe Técnico Influenza - Estado de São Paulo Atividade viral na fase pós-pandêmica Atualização 5/5/2011 2010: co-circulação do vírus Influenza A(H1N1)2009 pandêmico, Influenza A(H3N2) e Influenza B, com evidente predomínio dos dois últimos no estado, padrão compatível com o cenário global. Até a SE 15/2011: 66% para VSR, 19% influenza A, 8% parainfluenza 1, 2 e 3, 5% influenza B e 2% adenovírus
Virus Influenza Diagnóstico Laboratorial: Porque? Orientação terapêutica e profilática. Diagnóstico rápido: 24 hs (somente infecções humanas) Imunofluorescência (IF) Ensaio Imunoenzimático (EIE) Reação em cadeia pela polimerase (RT-PCR) Diagnóstico Tradicional : Isolamento de virus (até 1 mês) Conhecimento das amostras circulantes (ex: Influenza A e B) Real Time PCR
Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial Amostras clínicas: humanos suínos equinos Aspirado de nasofaringe
Detecção direta de antígenos virais: Secreção de nasofaringe processada por IF www.abcam.co.jp Secreção de nasofaringe processada por Elisa
Detecção direta do genoma viral: RT-PCR www.nih.go.jp
Real Time PCR: Protocolo do CDC Cada amostra é testada por um conjunto de primers/probes: - Infl A - Universal swine (sw FluA) - Swine H1 (swh1) - Rnase P (RP) www.who.int/.../swineflu/cdcrealtimertpcrprotocol_20090428.pdf
REAL TIME PCR - TAQMAN Transferência de energia de um dye de alta energia para um dye de baixa energia. (ALTA ENERGIA) (BAIXA ENERGIA) Adição de um sonda duplamente marcado (Reporter e Quencher) que se anela a sequência específica do molde (entre o primer sense e o anti-sense) Quando a enzima alcança o probe anelado, a atividade 5 exonucleásica da enzima cliva o probe. (ALTA ENERGIA O aumento na distância entre o Reporter e o Quencher causa a transferência de energia. (BAIXA ENERGIA)
Virus Influenza Isolamento em Cultura de Células
Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial Amostras clínicas: Aves: fezes frescas swab de traquéia swab de cloaca tecidos (necropsia) www.myoops.org Chicken with Highly Pathogenic Avian Influenza www.avian-influenza.com
Virus Influenza - Isolamento em ovos embrionados Infecções humanas, suínos e equinos e AVES Inoculação na cavidade amniótica: vírus influenza humano Inoculação na cavidade alantóica news.bbc.co.uk
Detecção: reação de HA
Virus Influenza - Isolamento em ovos embrionados Detecção: reação de HA Identificação: reação de HI
Vírus Influenza Análise de variantes virais (anual) Virus isolados dos diferentes países são analisados pelos Centros Colaboradores da OMS (Atlanta,USA;Londres,UK e Sidney,Austrália) e definida a composição das vacinas para a próxima temporada. As vacinas podem ser iguais ou diferentes para o hemisfério Sul ou Norte. 26/10/2010 PUBLICAÇÃO DAS CEPAS PARA VACINA INFLUENZA 2011 PELA ANVISA Art. 3º As vacinas influenza, a serem utilizadas no Brasil a partir de Fevereiro de 2011 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/California/7/2009 (H1N1) - cepa pandêmica - um vírus similar ao vírus influenza A/Perth/16/2009 (H3N2)* - um vírus similar ao vírus influenza B/Brisbane/60/2008 *A/Wisconsin/15/2009 e A/Victoria/210/2009 são cepas similares às cepas de vírus A/Perth/16/2009. http://www.vacinagripe.com.br/eflu/front/index.jsp?sitecode=eflu_br
Vacinas - o processo é longo e difícil de obter em larga escala - a demanda é difícil de prever - a vacina não pode ser estocada de um ano para outro Aplicar em grupos prioritários com o intuito de reduzir a morbi-mortalidade - Pessoas com 60 anos ou mais - Profissionais de saúde - População indígena (acima de 6 meses de vida) - Gestantes - Crianças de 6 meses a menores de 2 anos. http://portal.saude.gov.br/portal/saude/profissional/area.cfm?id_area=1650
Virus Influenza Prepração de vacinas Inoculação na cavidade alantóica de ovos embrionados de galinha
Vacinas - Influenza Genes HA e NE Flu 1 Outros Genes Flu 2 www.influenzareport.com
Virus Influenza Tratamento (para infecções humanas) Específico: Inibidores de Neuraminidase (Influenza A e B) Zanamivir (Relenza ) e Oseltamivir (Tamiflu ) www.fluwikie.com
Drogas anti-virais Oseltamivir (Tamiflu Roche): 10 comprimidos, validade 3 anos. Para tratamento e prevenção. Indicações: - Profilaxia dos contatos íntimos de casos confirmados de Influenza por novo subtipo viral - Tratamento das infecções por Influenza - Previne 50% das hospitalizações e reduz os sintomas em média em 1,5 dia até 48 horas do início dos sintomas - Não há capacidade produtiva para toda a população - Há possibilidade de gerar resistência
Virus Influenza Tratamento (para infecções humanas) Imunoterapia??? Wang & Palese, Nature, 2009 Mab F10 se liga ao peptídeo de fusão de 8 dos 16 subtipos de HA - Região estruturalmente conservada entre múltiplos subtipos virais
http://www.fao.org/ag/againfo/programmes/en/empres/images/maps/2011/hpai_240211_6month.gif
499 infecções humanas 295 óbitos http://www.wpro.who.int/health_topics/avian_influenza/
H3N8
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