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Virologia geral - Prof Jean Santos - Odontologia UENP

Este documento discute a história, definição e classificação de vírus. Apresenta os principais conceitos sobre a morfologia, especificidade viral, ciclos de replicação e co-evolução entre vírus e hospedeiros. Também aborda o uso terapêutico de vírus e a presença de vírus endógenos no genoma humano.

Saúde e medicina◦
VIROLOGIA GERAL JEAN RODRIGO DOS SANTOS UENP – Universidade Estadual do Norte do Paraná Processos Infecciosos e Parasitários | Estágio Supervisionado | Embriologia
INTRODUÇÃO O ESTUDO VIRAL Abordagem didática A HISTÓRIA DEFINIÇÃOEntidades infecciosas não celulares cujos genomas são constituídos de DNA ou RNA em quase a totalidade dos casos. virus (latim) veneno ou fluido venenoso
A HISTÓRIA Desenho ilustrando um cão com raiva (1500 a.C) Múmia do faraó Ramsés V (1196 a.C): lesões de varíola na face Entalhe, 18ª dinastria egípcia (370 a.C): indivíduo com paralisia
A HISTÓRIA 2º PASSO: 1892, Dimitri Ivanovski: estudo da doença do mosaico do tabaco (etapa fundamental na descoberta dos vírus) Século 19: microscópio ótico confirmando a teoria dos germes tornando obsoleta a Teoria de geração espontânea A descoberta dos vírus: a descoberta de um novo mundo para a ciência 3º PASSO: 1899, Martinus Beijerinck: diluição seriada da seiva – princípio infeccioso VIVO mas FLUIDO – Contagium vivum fluidum 1º PASSO: 1876, Adolf Meyer, afirma que a doença do mosaico do tabaco é contagiosa
A HISTÓRIA Ivanovski : “A Doença do Tabaco é causada por um agente NÃO filtrável, não sei se é um esporo ou uma toxina” Beijerinck: “ O material filtrado contém um veneno ou um agente desconhecido tão pequeno que é capaz de atravessar os poros de um filtro que retém bactérias.” Até o final da Primeira Guerra, novos vírus foram sendo identificados ... sem contudo terem sido VISTOS ! 1939: Construção do Microscópio Eletrônico
DEFINIÇÃO virus(latim) veneno ou fluido venenoso Forma suprema de sofisticação do parasitismo entidades infecciosas não celulares cujos genomas são constituídos de DNA ou RNA em quase a totalidade dos casos possuem um único tipo de ácido nucleico.
DEFINIÇÃO •Parasita intracelular obrigatório; •Replicação somente no interior de células vivas; •Usando sistemas de produção de energia e biossíntese do hospedeiro para sintetizar cópias e transferir seu genoma para outras células •ampla distribuição: parasita animais, plantas, microrganismos e até outros vírus; •Possui diferentes graus de dependência para replicação;
DEFINIÇÃO O GRANDE DEBATE! ...Afinal, por definição, podemos considerá-los como SERES VIVOS? • Não vivos: Os cientistas que defendem essa ideia dizem que organismos vivos devem possuir características como a habilidade de importar nutrientes e energia do ambiente, devem ter metabolismo, devem necessariamente ser originados de seres semelhantes e, através da reprodução, gerar outros seres semelhantes (descendência ou prole), etc.; • Vivos: já os que defendem que os vírus são seres vivos, dizem que estes reproduzem e evoluem em resposta ao ambiente,como qualquer ser vivo. VIDA!
DEFINIÇÃO ”Em relação à natureza dos vírus, é óbvio que uma nítida linha separando coisas vivas e coisas não vivas não pode ser traçada. Esse fato serve para aquecer a velha discussão sobre a questão “o que é a vida?” (Wendell Meredith Stanley -1904-1971) Wendell Stanley isolou o vírus TMV (Tabaco mosaic virus) em 1946 e declarou: Stanley, Recebendo o Prêmio Nobel, em 1946 “Os vírus encontram-se no limite entre o não vivo, quando estão fora das células: não se reproduzem de forma autônoma; e o vivo, quando estão dentro das células: adquirem a capacidade de multiplicação.”
TEORIA DAS ORIGENS Teoria da evolução retrógrada Vírus é descendente de parasitas intracelulares que teriam perdido sua autonomia metabólica durante o processo de evolução; Teoria da origem celular Vírus seriam componentes celulares como plasmídios ou m-RNA, que por recombinação teriam adquirida invólucro protéico e adquiriam “independência”.
Classificação internacional de vírus (ICTV) 1973 (International Committee on Taxonomy of Viruses) As classificações se dão em níveis hierárquicos Por subdivisões
Classificação internacional de vírus (ICTV) 1973 (International Committee on Taxonomy of Viruses) • Tipo de ácido nucleico e homologia • Morfologia • Presença de enzimas no vírion • Susceptibilidade a agentes físicos e químicos • Propriedades imunológicas • Vias de transmissão • Tropismo • Patologia ao nível tecidual • Sintomatologia
Classificação internacional de vírus (ICTV) 1973 (International Committee on Taxonomy of Viruses) TAXONOMIA ORDEM _ virales Mononegavirales FAMÍLIA _ viridae Paramyxoviridae SUB-FAMÍLIA _ virinae Paramyxovirinae GÊNERO _ virus Morbilivirus ESPÉCIE _ vírus vírus do Sarampo Inclui-se também na classificação a taxonomia Por família, gênero, espécie, subespécie.
Classificação internacional de vírus (ICTV) 1973 (International Committee on Taxonomy of Viruses) TAXONOMIA Nomenclatura: Primeira letra de família, subfamília, gênero e espécie é maiúscula e nome em itálico. Família Herpesviridae Gênero Herpesvirus Apenas 1 nome. Pode ser usado como denominação comum: “O herpesvírus humano”
Classificação internacional de vírus (ICTV) 1973 (International Committee on Taxonomy of Viruses) VIRUS DNA FITA DUPLA ENVELOPADOS Herpesviridae Hepadnaviridae NÃO ENVELOPADOS LINEAR Adenoviridae CIRCULAR Papillomavirida e Polyomaviridae FITA SIMPLES NÃO ENVELOPADOS Parvoviridae ENVELOPAMENT O COMPLEXO Poxviridae Divisão esquemática da classificação
Classificação internacional de vírus (ICTV) 1973 (International Committee on Taxonomy of Viruses) VIRUS RNA FITA SIMPLES POSITIVO ENVELOPADOS ICOSAHEDRAL Flaviviridae Togaviridae Retroviridae HELICOIDAL Coronaviridae NÃO ENVELOPADOS ICOSAHEDRAL Picornaviridae Caliciviridae FITA SIMPLES NEGATIVO ENVELOPADOS HELICOIDAL Orthomyxoviridae Paramyxoviridae Rhabdoviridae Filoviridae Bunyaviridae Arenaviridae FITA DUPLA NÃO ENVELOPADOS ICOSAHEDRAL Reovirida e Divisão esquemática da classificação
MORFOLOGIA BÁSICA Vírus Ebola
MORFOLOGIA BÁSICA TAMANHO (muito pequenos, medidos na ordem de grandeza de nanômetros (20 -300 nm); Tamanho relativo de vírus e bactérias: bactérias são medidas em micrômetros (10-6 m) e vírus em nanômetros (10-9 m)
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTES • Ácido nucleico: genoma (DNA ou RNA) •Capsídeo: capa proteica que envolve o genoma •Nucleocapsídeo = ácido nucleico + capsídeo •Envelope: presente em alguns vírus, origem da membrana da célula hospedeira Partícula Vírion = “Partícula viral completa e infecciosa que encontra-se dispersa no ambiente”
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTES • Ácido nucleico: genoma (DNA ou RNA) Fita simples Fita Dupla Linear Polaridade Positiva ou Negativa Segmentado ou Não segmentado
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTESCOMPONENTES •Capsídeo: capa proteica que envolve o genoma Proteínas virais Capsômeros Capsídeo FORMAS: • Icosaédrica • Helicoidal • Complexa
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTESCOMPONENTES FORMA ICOSAÉDRICA do capsídeo Adenovirus
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTESCOMPONENTES FORMA HELICOIDAL do capsídeo Vírus do mosaico do tabaco (não envelopado) Vírus da raiva (envelopado)
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTESCOMPONENTES FORMA COMPLEXA do capsídeo Poxvirus (vírus da varíola)
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTES • Envelope: presente em alguns vírus, origem da membrana da célula hospedeira Constituição fosfolipídica associada com proteínas codificadas pelo vírus Proteína matriz: camada na superfície interna do envelope Proteínas de superfície: glicoproteínas que se projetam na superfície do envelope
Processo de envelopamento viral
MORFOLOGIA BÁSICA COMPONENTES • Outros componentes • Enzimas polimerases • Enzimas Transcriptase • (ex.: Transcriptase reversa) Transcriptase reversa A principal e fundamental na multiplicação viral dos RETROVIRUS (ex.: HIV) Ela é capaz de transcrever uma cadeia de DNA a partir de um molde de RNA
CO-EVOLUÇÃO VÍRUS-HOSPEDEIRO •Mas podem também, como acontece na maioria das vezes, nada causar em seus hospedeiros; •A maior parte dos vírus causa infecção assintomática ou permanece no hospedeiro sem causar danos por longos períodos replicando-se em taxas lentas e estáveis e escapando da resposta imunológica. Podem ser fatais: raiva, AIDS, febre hemorrágicas, encefalites Podem causar câncer: papilomavírus, vírus da hepatite B, vírus Epstain- Barr Podem afetar grandes populações: diarréias virais, gripe, resfriados Podem causar infecções congênitas: rubéola, citomegalovírus, HIV, vírus da hepatite B Podem causar grande desconforto: cachumba, infecções por herpesvírus
CO-EVOLUÇÃO VÍRUS-HOSPEDEIRO Moldar características da célula para favorecer sua replicação Resultante: prejuízo de funções celulares normais Pressão seletiva sobre o hospedeiro Doença = Alteração de função ou característica celular/tecidual, ou morte celular, gerada pela infecção Contra-adaptação do hospedeiro (em detrimento do virus) Pressão seletiva sobre o vírus Contra-contra-adaptação do virus Contra-contra-contra-adaptação do hospedeiro
CO-EVOLUÇÃO VÍRUS-HOSPEDEIRO Tendência ao equilíbrio Diminuição das pressões seletivas Doenças graves representam desequilíbrio Vírus/Hospedeiro Manutenção das viroses (controle da letalidade) Doenças emergentes Virulência: medida empírica da quantidade de dano que um determinado virus causa ao hospedeiro
CO-EVOLUÇÃO VÍRUS HOSPEDEIRO • Conceito errado: adaptação virus/hospedeiro e equilíbrio não implicam, necessariamente, em ausência de doença O vírus não “importa” se ele vai causar ou não dano ao hospedeiro – adaptação significa apenas que ele deve adquirir nível de virulência suficiente que permita sua replicação e transmissão ANTES da falência do hospedeiro Vírus do trato respiratório superior – Gripe Transmissão aérea Tosse, escorrimento nasal, espirro Favorecimento da transmissão Vírus entérico – Rotavírus Transmissão por fezes contaminadas Diarréia Vírus causadoes de DST Poxvírus (varíola) Transmissão por contato Lesões externas Arbovírus - Dengue) Transmissão por vetor artrópode Prostração do hospedeiro
Os vírus também pode ser importantes vetores de cura ou prevenção de doenças! • Terapia gênica: vírus como vetores de informações genéticas levando mensagens a células específicas; •Terapia oncológica: capacidade que alguns vírus têm de destruir preferencialmente células cancerosas e de poupar células normais.
Uso de adenovírus geneticamente modificado para atacar células tumorais. Replicação exclusiva nestas células
VÍRUS ENDÓGENOS Diferentes retrovírus que se integraram a cromossomas humanos e de animais tornando-se parte deles Retrovírus placentário humano: detectado em tecido placentário – ativado durante a gravidez: poderiam facilitar a função placentária e proporcionar a imunossupressão durante a gravidez
• Receptores virais estão diretamente relacionados com Tropismo celular/tecidual e a especificidade de hospedeiro HIV ESPECIFICIDADE VIRAL
ESPECIFICIDADE VIRAL Adsorção viral à célula hospedeira União específica entre receptores presentes na superfície da partícula viral e da célula hospedeira.
ESPECIFICIDADE VIRAL
CICLOS DE REPLICAÇÃO LÍTICO
CICLOS DE REPLICAÇÃO LISOGÊNICO (Retrovírus)
MATURIDADE DA CIÊNCIA eventos importantes 1962, uso dos primeiros antivirais; 1981, primeiros casos de AIDS nos EUA; 1965, descoberta do vírus da hepatite B; 1977, erradicação da varíola; A partir do final da década de 70: rápido progresso da biologia molecular possibilitando a amplificação e o sequenciamento do genoma viral e a identificação de novos vírus; Dec. 90: rápido progresso da biologia molecular possibilitando a amplificação e o sequenciamento do genoma viral e a identificação de novos vírus; Na conferência de AIDS in Park City, Utah em 1984, 150 cientistas foram surpreendidos com apresentação do grupo francês de Luc Montagnier que anunciou a descoberta do vírus HIV.
SÍNTESE • Considerados os organismos mais abundantes do Planeta; • Amostras de ambientes aquáticos revelaram que os genes virais constituem a maior parte da genosfera; • Desempenharam provavelmente um papel fundamental na evolução da vida: origem do DNA e do núcleo celular.
SÍNTESE
REFERÊNCIAS MICROBIOLOGIA 5. EDIÇÃO (2008), ATHENEU. LUIZ R. TRABULSI E F. ALTERTHUM INTRODUÇÃO À VIROLOGIA HUMANA 2ª EDIÇÃO – ED. GUANABARA KOOGAN - NORMA SUELY DE OLIVEIRA SANTOS & MARIA TERESA VILLELA ROMANOS & MARCIA DUTRA WIGG INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOMÉDICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO HTTP://WWW3.ICB.USP.BR/ FLINT ET AL. PRINCIPLES OF VIROLOGY, MOLECULAR BIOLOGY, PATHOGENESIS AND CONTROL. 2000, ASM PRESS, WASHINGTON DC WWW.MICROBELIBRARY.ORG UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA HTTP://WWW.PROAC.UFF.BR/VIROLOGIA/ UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPIRITO SANTO CENTRO DE ESTUDOS DA SAÚDE HTTP://WWW.CEUNES.UFES.BR/