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Ipo pg 2007.06.02 aula1

Este documento fornece uma introdução sobre vírus, abordando tópicos como perspectiva histórica, definição, estrutura, replicação, classificação e efeitos celulares de infecções virais. O documento discute a descoberta de vírus ao longo da história e fornece detalhes sobre a estrutura, replicação e classificação de vírus.

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Introdução aos Vírus Hugo Sousa Instituto Português de Oncologia do Porto Aluno Doutoramento ICBAS-UP Grupo de Oncologia Molecular - CI Grupo Oncologia Molecular IPO Porto hugomls@gmail.com 2 de Junho de 2007
Tópicos Perspectiva Histórica Definição Estrutura Replicação Classificação Efeitos Celulares Infecções Virais
Perspectiva Histórica
História ◦ Os vírus existem desde que há vida. ◦ Alguns vírus provavelmente evoluiram com a espécie humana. Com a agricultura e domesticação dos animais, ocorre um aumento da população e o contacto próximo entre algumas espécies animais, facilitando a transmissão dos vírus intra e interespécies. Perspectiva Histórica
História Muitas epidemias de origem vírica ocorreram antes de se conhecer a natureza dos seus agentes causadores.  Agentes que não eram visualizados no microscópio  Agentes que atravessavam os filtros que filtrariam as bactérias de menores dimensões  Seriam toxinas ou venenos??? Perspectiva Histórica
História Perspectiva Histórica
Primeiro registo de um vírus 1892 - Ivanowsky. Observa que a doença do mosaico do tabaco era transmissivel por um agente capaz de passar por filtros que retinham as bactérias
1898 - Beijerink Confirma as observações de Ivanowsky e determina que o agente patogénico deverá ser um agente ainda não conhecido e não uma bactéria. 1898 - Loeffler and Frosch É observado que estes agentes não sobrevivem na ausência de um hospedeiro. Nome original: contagium vivium fluidum (fluido contagioso) Termo correcto: virus (veneno em Latim)
Vírus da Febre Amarela O vírus da febre amarela, uma doença tropical com mortalidade acima de 30%, é o primeiro vírus humano a ser detectado (1900). No entanto, a febre amarela não parecia ser contagiosa directamente entre os humanos, tendo-se mais tarde descoberto que o vector de transmissão é o mosquito. 1901 - Walter Reed Demonstra a natureza viral da doença e Jesse Lazear inoculou-se voluntariamente para demonstrar o modo de transmissão e morreu.
Varíola O aparecimento da varíola provavelmente ocorreu com a domesticação do gado, pois existem registos de cerca de 1000 anos A.C. na região da India e Médio-Oriente Em cerca de 700 D.C. alastra ao Norte de Africa e Europa e chega à américa através dos colonos Europeus dizimando as populações indias. No século XX ocorreram cerca de 300 milhões de mortes por varíola, significando uma mortalidade de 30-35%.
Primeira Vacinação 1000 D.C. Surge a primeira vacinação, denominada de VARIOLAÇÃO. Consistia na introdução de pús de uma pústula com varíola na pele para provocar o contacto e activar uma resposta do corpo. Contudo, Apresentava uma mortalidade de 2%. 1798 Edward Jenner observa que os tratadores/ordenha de gado em quem a varíola bovina causava uma lesão benigna na mão eram resistentes à varíola humana. Decide então vacinar um rapaz (James Phipps) com pús de uma lesão de varíola bovina e posteriormente quando submetido a inoculação directa da doença James Phipps não apresentava sinais de varíola Surge o termo VACINA do latim vacca
Primeira Vacinação e Erradicação 1959 - OMS implementa plano de erradicação da varíola 1977 - Último caso registado de varíola 1979 - O mundo é declarado livre da varíola 1982 - Fim da vacinação em massa
HIV - Retrovírus 1981 Um artigo no New England Journal of Medicine reporta o caso de um jovem saudável com infecções oportunistas caracteristicas de idade avançada e imunosupressão 1983 Gallo e Montagnier identificam o HIV como o agente da Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS).
Retrovírus… o grande dogma Os retrovírus já eram conhecidos devido ao seu papel em algumas neoplasias: 1911 - Peyton Rous (Prémio Nobel em 1966) descobre o Vírus do Sarcoma de Rous que causa tumores nas aves. 1970 - Temin e Baltimore (Prémio Nobel em 1975) identificaram a Transcriptase Reversa codificada pelos retrovírus e responsável pela passagem de RNA>DNA. 1976 - Bishop e Varmus (Prémio Nobel em 1989) descobrem a origem celular de oncogenes virais 1977 - Descoberta de genes supressores tumorais (ex:p53) usando o vírus SV40.
Bactériofagos… Um vírus?? Uma Bactéria?? 1915 - Twort descreve morte de bactérias devido a um agente infeccioso propondo a ideia de vírus de bactéria - Bacteriofago lítico. 1949 - Lwoff descobre o fago lisogénico (Phage), cuja principal característica é que o DNA do fago é incorporado no genoma do hospedeiro e não é produzido vírus.
Definição O que são os Vírus?
Parasita intracelular obrigatório Material genético rodeado por proteínas Dimensões sub-microscópicas (20 – 400 nM) ◦ Partículas observadas ao microscópio electrónico O que são os Vírus???
Vírus vs Bactérias… Bactérias Vírus Parasita intracelular não sim Membrana plasmática sim não Fisão binária sim não Possuem DNA e RNA sim não Produção de ATP sim não Ribossomas sim não Sensíveis a antibióticos sim não O que são os Vírus???
A Virus is a package of genetic information protected by a protein shell for delivery into a host cell to be expressed and replicated. O que são os Vírus???
Curvas de “crescimento” viral
Estrutura Material genético Cápside Envelope Tamanho e Forma
Informação Genética (RNA ou DNA) ◦ Cadeia simples ou dupla; ◦ Linear ou circular; ◦ Segmentada ou não segmentada; Ácidos Nucleicos
Ácidos Nucleicos
Cápside – “cobertura” exterior de proteínas ◦ Composta por capsómeros ◦ Função :  Proteger o ácido nucleico das condições ambientais adversas  Envolvida na ligação às células do hospedeiro Cápside
Cápside – “cobertura” exterior de proteínas ◦ Duas formas: Icosaédrica Helical Cápside
Núcleocapsídeo Nucleocapsídeo Cápside
Envelope - Camada lipídica exterior ◦ Deriva das membranas celulares do hospedeiro; ◦ Proteínas com importante papel no ciclo celular (ligação e fusão nas células); Vírus com envelope icosaédrico Vírus com envelope helical Envelope
Tamanho
Tamanho
Forma
Forma
Bacteriofagos ◦ Infectam bactérias; ◦ Cápside icosaédrica; ◦ Cauda helical; ◦ Fibras da cauda que estão envolvidas na ligação ao hospedeiro; Vírus Complexos
Os Vírus: ◦ Possuem informação genética; ◦ Possuem cápside proteica; ◦ Em alguns casos, possuem envelope; ◦ Não possuem maquinaria específica; ◦ Não ingerem nutrientes; ◦ Não produzem resíduos; ◦ Não têm metabolismo; No entanto, eles replicam-se!!!! Resumindo…
Replicação Vírica O que é necessário para que um vírus consiga infectar uma célula e replicar-se?
Células Permissívas… Têm tudo o que os vírus precisam: ◦ Receptores aos quais o vírus se liga; ◦ Maquinaria celular necessária – ribossomas; Replicação
Egress Attachment Replication Uncoating Assembly Replicação - Etapas
LIGAÇÃO PENETRAÇÃO UNCOATING SÍNTESE MONTAGEM LIBERTAÇÃO Replicação - Etapas
Ligação  Elevado grau de especificidade;  Tropismo preferencial; Penetração  Composição do envelope – semelhante à membrana celular  Vírus sem envelope – endocitose ou formação de poros Ciclo Lítico
Síntese  Os vírus de RNA precisam de enzimas próprias para transcrever os seus mRNAs e normalmente replicam-se no citoplasma. Os retrovírus são os únicos vírus de RNA que possuem uma enzima denominada Transcriptase Reversa (RT). Montagem Libertação (Líse Celular) Ciclo Lítico
Ciclo Lisogénico  Os vírus não se replicam imediatamente;  Formação de um provírus e integração do material genético no genoma do hospedeiro; Ciclo Lisogénico
Replicação de Fagos
Replicação de Fagos
Classificação Classificação de Baltimore  tipo de ácido nucléico
Classificação de Baltimore
 Class I – DNA de cadeia dupla  Class IIa – DNA de cadeia simples positiva  Class IIb – DNA de cadeia simples negativa  Class III – RNA de cadeia dupla  Class IV – RNA cadeia simples positiva (sequência genómica = mRNA; pode ser traduzida directamente)  Class V – RNA cadeia simples negativa (sequência complementar ao mRNA)  Class VI – RNA cadeia simples positiva, que requer a síntese de uma molécula de DNA de cadeia dupla (retrovírus) Classificação de Baltimore
Compiled from 'Virus Taxonomy', the Sixth •Actinomycetes phage M1, Siphoviridae Agraulis vanillae virus, Tetraviridae Report of the International Committee on Actinomycetes phage MSP8, Siphoviridae Agrobacterium phage PIIBNV6, Myoviridae Aglais urticae cypovirus 2, Reoviridae Taxonomy of Viruses (ICTV) 1995. N.B: you Actinomycetes phage P-a-1, Siphoviridae Agrobacterium phage PS8, Siphoviridae Aglais urticae cypovirus 6, Reoviridae can search this document using the "Find" Actinomycetes phage R1, Siphoviridae Agrobacterium phage PT11, Siphoviridae Aglais urticae NPV, Baculoviridae command of the browser (Edit Menu) Actinomycetes phage R2, Siphoviridae Agraulis vanillae cypovirus 2, Reoviridae Agrobacteriurn phage Y, Siphoviridae 63U-11 virus, Bunyaviridae Actinomycetes phage SK1, Myoviridae Agrochola helvolva cypovirus 6, Reoviridae Agraulis vanillae densovirus, Parvoviridae 75V-2374 virus, Bunyaviridae Actinomycetes phage SV2, Siphoviridae Agraulis vanillae NPV, Baculoviridae 75V-2621 virus, Bunyaviridae Agrochola lychnidis cypovirus 6, Reoviridae Actinomycetes phage VP5, Siphoviridae Andraca bipunctata GV, Baculoviridae 78V-2441 virus, Bunyaviridae Adelaide River virus, Rhabdoviridae Agropyron mosaic virus, Potyviridae Agrotis exclarnationis NPV, Baculoviridae Aneilema virus, Potyviridae Abadina virus, Reoviridae Adeno-associated virus 1, Parvoviridae Angel fish reovirus, Reoviridae Abelson murine leukemia virus, Retroviridae Adeno-associated virus 2, Parvoviridae Agrotis ipsilon NPV, Baculoviridae Adeno-associated virus 3, Parvoviridae Agrotis segeturn cypovirus 9, Reoviridae Anhanga virus, Bunyaviridae Abras virus, Bunyaviridae Anhembi virus, Bunyaviridae Abraxas grossulariata cypovirus 8, Reoviridae Adeno-associated virus 4, Parvoviridae Agrotis segeturn NPV, Baculoviridae Abraxas grossulariata NPV, Baculoviridae Adeno-associated virus 5, Parvoviridae Aguacate virus, Bunyaviridae Anisota senatoria NPV, Baculoviridae Absettarov virus, Flaviviridae Adisura atkinsoni NPV, Baculoviridae Ahlum water-borne virus, Tombusviridae Anomala cuprea entomopoxvirus, Poxviridae Abu Hammad virus, Bunyaviridae Adoxophyes orana NPV, Baculoviridae Aino virus, Bunyaviridae Anomis flava NPV, Baculoviridae Abu Mina virus, Bunyaviridae Aedes aegypti densovirus, Parvoviridae Anomis sabulifera NPV, Baculoviridae Aedes aegypti entomopoxvirus, Poxviridae Akabane virus, Bunyaviridae Abutilon mosaic virus, Geminiviridae AKR (endogenous) murine leukemia virus, Anomogyna elimata NPV, Baculoviridae Acado virus, Reoviridae Aedes aegypti NPV, Baculoviridae Anopheles A virus, Bunyaviridae Acalypha yellow mosaic virus, Geminiviridae Aedes albopictus densovirus, Parvoviridae Retroviridae Alabama argillacea NPV, Baculoviridae Anopheles 8 virus, Bunyaviridae Acantholyda erythrocephala NPV, Baculoviridae Aedes annandalei NPV, Baculoviridae Aedes atropalpus NPV, Baculoviridae Alajuela virus, Bunyaviridae Anopheles crucians NPV, Baculoviridae Acara virus, Bunyaviridae Antequera virus, Bunyaviridae Acciptrid herpesvirus 1, Herpesviridae Aedes epactius NPV, Baculoviridae Alcaligenes phage 8764, Siphoviridae Achaea janata NPV, Baculoviridae Aedes nigromaculis NPV, Baculoviridae Alcaligenes phage A5/A6, Siphoviridae Anthela varia NPV, Baculoviridae Acherontia atropas virus, Tetraviridae Aedes pseudoscutellaris densovirus, Parvoviridae Alcaligenes phage A6, Myoviridae Anthelia hyperborea NPV, Baculoviridae Acheta domestica densovirus, Parvoviridae Aedes scutellaris NPV, Baculoviridae Alcelaphine herpesvirus 1, Herpesviridae Antheraea eucalypti virus, Tetraviridae Acholeplasma phage Oc1r, Inoviridae Aedes sollicitans NPV, Baculoviridae Antheraea mylitta cypovirus 4, Reoviridae Aedes taeniorhynchus NPV, Baculoviridae Alcelaphine herpesvirus 2, Herpesviridae Acholeplasma phage 10tur, Inoviridae Alenquer virus, Bunyaviridae Antheraea paphia NPV, Baculoviridae Acholeplasma phage L2, Plasmaviridae Aedes tormentor NPV, Baculoviridae Antheraea pemyi cypovirus 4, Reoviridae Acholeplasma phage L51, Inoviridae Aedes triseriatus NPV, Baculoviridae Aletia oxygala NPV, Baculoviridae Aleutian disease virus, Parvoviridae Antheraea pemyi NPV, Baculoviridae Acholeplasma phage M1, Plasmaviridae Aedia leucomelas NPV, Baculoviridae Aeromonas phage 29, Myoviridae Aleutian mink disease virus, Parvoviridae Antheraea polyphemus NPV, Baculoviridae Acholeplasma phage MV-L1, Inovindae Antheraea yamamai NPV, Baculoviridae Acholeplasma phage MVG51, Inoviridae Aeromonas phage 37, Myoviridae Afalfa cryptic virus 1, Partitiviridae Acholeplasma phage 01, Plasmaviridae Aeromonas phage 43, Myoviridae Alfalfa cryptic virus 2, Partitiviridae Anthonomus glandis PV, Baculoviridae Acholeplasma phage vl, Plasmaviridae Aeromonas phage 44RR2.8t, Myoviridae Alfalfa latent virus, Carlavirus Anthoxan, thum latent blanching virus, Acholeplasma phage v2, Plasmaviridae Aeromonas phage 51, Myoviridae Alfalfa mosaic virus, Bromoviridae Hordeivirus Acholeplasma phage v4, Plasmaviridae Aeromonas phage 59.1, Myoviridae Anthoxanthum mosaic virus, Potyviridae Aeromonas phage 65, Myoviridae Alfuy virus, Flaviviridae Acholeplasma phage v5, Plasmaviridae Allerton virus, Herpesviridae Anthrenus museorum NPV, Baculoviridae Acholeplasma phage v7, Plasmaviridae Aeromonas phage Aeh1, Myoviridae Anthriscus virus, Carlavirus Achroia grisella NPV, Baculoviridae Aeromonas phage Aeh2, Myoviridae Alligatorweed stunting virus, Closterovirus Allitrich herpesvirus 1, Herpesviridae Anthriscus yellows virus, Sequiviridae Acidalia carticcaria NPV, Baculoviridae African cassava mosaic virus, Geminiviridae African green monkey cytomegalovirus, Allomyces arbuscula virus, Unassigned Anticarisia gemmatalis MNPV, Baculoviridae Acleris gloverana NPV, Baculoviridae Herpesviridae Almeirim virus, Reoviridae Antitype xanthomista cypovirus 6, Reoviridae Acleris variana NPV, Baculoviridae Acrobasis zelleri entomopoxvirus, Poxviridae African green monkey HHV-like virus, Almpiwar virus, Rhabdoviridae Aotine herpesvirus 1, Herpesviridae Acronicta aceris NPV, Baculoviridae Herpesviridae Alphaea phasma NPV, Baculoviridae Aotine herpesvirus 2, Herpesviridae Actebia fennica NPV, Baculoviridae African green monkey polyomavirus, Aotine herpesvirus 3, Herpesviridae Alsophila pometaria NPV, Baculoviridae Actias selene Cypovirus 4, Reoviridae Papovaviridae Apamea anceps GV, Baculoviridae African horse sickness viruses 1 to 10, Alstroemeria mosaic virus, Potyviridae Actias selene NPV, Baculoviridae Alstroemeria streak virus, Potyviridae Apamea anceps NPV, Baculoviridae Actinomycetes phage 108/016, Myoviridae Reoviridae Apamea sordens GV, Baculoviridae Actinomycetes phage 119, Siphoviridae African swine fever virus, African swine fever- Alstroemeria virus, Carlavirus Altamira virus, Reoviridae Apanteles fumiferanae virus, Polydnaviridae Actinomycetes phage A1-Dat, Siphoviridae like viruses AG83-1746 virus, Bunyaviridae Alteromonas phage PM2, Corticoviridae Apeu virus, Bunyaviridae Actinomycetes phage Bir, Siphoviridae AG83-497 virus, Bunyaviridae Amapari virus, Arenaviridae Aphid lethal paralysis virus, Picornaviridae Actinomycetes phage f115-A, Siphoviridae Actinomycetes phage f150A, Siphoviridae Agaricus bisporus virus 1, Unassigned Amaranthus leaf mottle virus, Potyviridae Aphodius tasmaniae entomopoxvirus, Actinomycetes phage f31C, Siphoviridae Agaricus bisporus virus 4, Partitiviridae Amathes c-nigrum NPV, Baculoviridae Poxviridae Amazon lily mosaic virus, Potyviridae Apocheima cinerarius NPV, Baculoviridae
A nomenclatura ou classificação é atribuída em função dos dados conhecidos na data da descoberta…  Consoante as doenças às quais estão associados (exº: HIV);  Alterações histológicas que causam (exº: Citomegalovírus);  Local de isolamento (exº: Enterovirus);  Locais ou pessoas que o descobriram (exº: Vírus de Epstein-Barr ou Vírus de Nilo)  Características Bioquímicas/genéticas (exº: Retrovírus) Classificação e Taxonomia
A Classificação Taxonómica dos vírus tem em conta:  Estrutura;  Tipo e Forma dos ácidos nucleicos;  Presença ou ausência de Envelope;  Modo de replicação;  Organização do genoma ou diferenças antigénicas; Classificação e Taxonomia
Efeitos nas células Morte celular Efeitos citopáticos
Infecção Viral
As células que suportam a replicação viral são chamadas permissivas. As infecções produtivas são citolíticas quando causam a morte da célula do hospedeiros (citocidas). As infecções em células não permissivas não geram progenia viral e são designadas como abortivas. Morte Celular
Quando o repertório completo de genes virais não é transcrito ou traduzido em proteínas a infecção é designada como restritiva. Nas infecções persistentes ou nas infecções transformantes os ácidos nucleicos podem permanecer na célula do hospedeiros. A produção de vírus completos (viriões) pode ou não acontecer Morte Celular
As alterações na morfologia celular causadas por infecção viral são designadas por EFEITOS CITOPÁTICOS, como por exemplo:  Formação de sincícios por fusão com as células adjacentes;  Corpos de inclusão nucleares ou citoplasmáticos; Efeitos citopáticos
Infecções Virais Consequências
Verrugas ou papilomas  Human Papilloma Virus (dsDNA)  Alto risco / baixo risco  Sexualmente transmissível  Tratamento com ácido ou crioterapia Infecções Virais
Varíola  Smallpox (dsDNA)  Transmissão por via respiratória  Atravessa a corrente sanguínea  Vacinação eficaz… Infecções Virais
Varicela  Varicella-zoster - Herpervirus 3 (dsDNA)  Transmissão por via respiratória  Infecção Latente  Vacinação existente Infecções Virais
Rubéola  Paramyxovirus (ssRNA-)  Transmissão por via respiratória  Altamente contagioso  Vacinação existente Infecções Virais
Herpes  Herpes simplex (dsDNA)  HSV1 – Infecções orais e oculares;  HSV2 – infecções genitais e anais;  Tropismo por membranas mucosas  Infecção Latente Infecções Virais
Constipações  Rhinovirus (ssRNA-)  Coronavirus (ssRNA+)  + de 200 tipos  Transmisssão por via respiratória Gripe  Orthomyxoviruses (ssRNA-)  Transmisssão por via respiratória  Mudam constantemente a sua estrutura antigénica Infecções Virais
Poliomielite  Picornavirus (ssRNA+)  Transmisssão por via gastrointestinal  Diferentes serotipos  Vacinação existente Infecções Virais
Raiva  Rhabdovirus (ssRNA-)  Transmisssão via saliva Infecções Virais
Mononucleose Infecciosa  Epstein-Barr Virus – Herpesvirus (dsDNA)  Transmisssão via saliva  Infecção Latente  Cancro:  Linfoma Burkitt  Carcinoma Nasofaringe  Etc… Infecções Virais
Hepatite  Hepatite A (ssRNA+) Via Oral-fecal  Hepatite B – hepadnavirus (dsDNA) Via Sanguínea  Hepatite C – Picornavirus (ssRNA+) Via Sanguínea Infecções Virais
Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (SIDA)  Human Immunodeficiency Virus – HIV (ssRNA)  Retrovírus com transcritase reversa Infecções Virais
Introdução aos Vírus Hugo Sousa Instituto Português de Oncologia do Porto Aluno Doutoramento ICBAS-UP Grupo de Oncologia Molecular - CI Grupo Oncologia Molecular IPO Porto hugomls@gmail.com 2 de Junho de 2007