89566572 Virologia Basica

5/27/2018 89566572 Virologia Basica

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CURSO DE VIROLOGIA BSICA

Elaborado pelo Prof. Dr.Paulo Michel Roehe(Com a participao de alunos de graduao de vrios cursos)

EQUIPE DE VIROLOGIA

Laboratrio de VirologiaInstituto de Cincias Bsicas da Sade ICBS

Rua Sarmento Leite, 500 Sala 208Porto Alegre, RS CEP 90.050 170

Fone (51) 3308 3655&

FEPAGRO Sade Animal,Instituto de Pesquisas Veterinrias Desidrio Finamor (IPVDF),

Estrada do Conde 6000,Eldorado do Sul, RS - CEP 92.990 - 000

Fone (51) 3481 3711E-mail: [email protected]

CONTEDO DESTE POLGRAFO:

OBJETIVOLITERATURA RECOMENDADAHISTRICO DA VIROLOGIA E PRINCPIOS DE VIROLOGIA BSICAMTODOS EM VIROLOGIAPATOGENIA DAS VIROSESTRANSMISSO

PENETRAO NO ORGANISMOMULTIPLICAO E DISSEMINAO NO HOSPEDEIROINFECO E DISSEMINAO DE INFECES VIRAISMULTIPLICAO VIRALESTGIOS DO CICLO DE MULTIPLICAO VIRALCLASSIFICAO DOS VRUSFAMLIAS DE VRUS ANIMAISCARACTERSTICAS DAS FAMLIAS DE VRUS COM GENOMA DE RNACARACTERSTICAS DAS FAMLIAS DE VRUS COM GENOMA DE DNAAGENTES NO CONVENCIONAIS (PRONS)

OBJETIVO

Este material de estudo tem o objetivo de servir como texto bsico para as disciplinas ondea virologia faz parte do currculo. Foi preparado com a colaborao de muitos estudantes quetrabalharam (ou ainda trabalham) junto ao Laboratrio de Virologia, ou freqentaram as aulas devirologia em determinado momento. O texto foi elaborado visando a familiarizao do aluno com opapel dos vrus na natureza, em particular daqueles que causam doenas aos homens e animais.


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LITERATURA RECOMENDADA [e observaes]:

Fields Virology (2005) Fields BN, Knipe DM, Howley PM, Chanock RM, Melnick JL, Monath TP,Roizman B & Straus SE (eds). Fifth edition. Lippincott-Raven. [Este livro a Bblia da virologia;porm, muito extenso e complexo para estudos de graduao].

Virologia Veterinria (2007) E.F. Flores (org). [Excelente livro, com tima parte bsica, emportugus, e a parte especial dedicada aos vrus de interesse veterinrio].

Manual of Clinical Microbiology (Publicado pela American Society of General Microbiology, ltimaedio 1999). [timo em mtodos recentes de diagnstico para virologia humana].

Human Virology: A Text for Students of Medicine, Dentistry, and Microbiology (Oxford MedicalPublications) by Leslie Collier and John S. Oxford (Paperback - Oct 1, 1993).

Virology Methods Manual, First Edition by Hillar O. Kangro (Plastic Comb - Jan 15, 1996). [timopara o laboratrio].

Veterinary Virology, Frederick A. Murphy, E. Paul J. Gibbs, Marian C. Horzinek, and Michael J.Studdert (Hardcover - Oct 15, 1999).

Human Virology. Leslie Collier and John Oxford (Paperback - Jul 20, 2006).

Clinical Virology by Douglas D. Richman, Richard J. Whitley, and Frederick G. Hayden (Hardcover -May 2002).

Jawetz, Melnick, & Adelberg's Medical Microbiology (LANGE Basic Science) by Geo. F. Brooks,Janet S. Butel, Stephen A. Morse, and Geo. Brooks (Paperback - April 2, 2004) [Ou verses maisrecentes].

Colees especficas disponveis na biblioteca do ICBS ou no Portal peridicos da CAPES:Revistas e peridicos:

Virology Intervirology Archives of Virology Journal of General Virology Advances in Virus Research Virus Research Science Nature e muitas outras !!!

Sites na Word Wide Web:Sites de busca:

Wikipedia; [Muito bom em todos os temas da virologia; muito til]. Google: [Digite: "All the Virology on the WWW" ou ATV].

Sites: www.tulane.edu/~dmsander/www/224/Replication224.html [site relacionado a replicao

viral; dentro do "all the virology"] www.micro.msb.ac.uk www.umu.se/virology/alistair [Site com jogos interativos sobre virologia] http://duke.usask.ca [Cursos de virologia, etc, etc] http://life.anu.edu.au/viruses/welcome.htm

Obs.: Outros sites foram includos nos captulos apropriados, quando possvel.


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Aula 1- HISTRICODA VIROLOGIA// PRINCPIOS DE VIROLOGIA BSICA

ATENO:CONSULTE O SITE: Introduction to Molecular Virology -Preparado por EdRybicki, Department of Microbiology at the University of Cape Town, South Africa. www.uct.ac.za/microbiology/tutorial/virtut1.html

OBJETIVOS:Ao final destas aulas o aluno ser capaz de:

Reconhecer alguns dos momentos histricos importantes da virologia; Reconhecer quais os mtodos mais comumente empregados para o estudo, isolamento e

multiplicao viral; Definir o que um vrus e identificar seus componentes essenciais; Compreender que existem vrus em praticamente todas as espcies, sendo apenas alguns

deles patognicos.

HISTRICO Seculo X A.C.: China: varola (casos pouco documentados, tentativas de imunizao com

crostas). Sculo XIV - Holands voador: Os navios singrando os mares sem tripulao poderiam

ser causados por episdios de febre amarela. O velho marinheiro: outra histria em que os vrus desempenham papel. Raiva: desde o tempo dos faras - ces mordendo pessoas em desenhos nas pirmides. Sculo XVIII - Jenner: por volta de 1798: se torna o pai da vacinao => vacina James

Phipps com suspenso de crostas de cowpox. Beijerinck (1899): com o vrus do Mosaico do Fumo demonstra que so agentes filtrveis

e transmissveis. - considerado o "pai da virologia".- Transmisso com filtrados:

"Humores malignos" (= vrus)"contagium vividum fluidum"

Loeffler & Frosch (1898): (um pouco antes de Beijerinck, mas no to bem documentado):demonstraram a filtrabilidade do vrus da febre aftosa, primeiro vrus de mamferosidentificado.

Ellerman & Bang (1908): descobriram que a leucose das aves uma doena transmissvel(causada por um retrovrus!). Rous (1911): descobriu o vrus do Sarcoma das aves (Sarcoma de Rous) (outro

retrovrus!). Mais adiante, o mesmo Rous mostrou que um papilomavrus causava cncerde pele em coelhos.

Stanley (1935): trabalhando com o vrus do mosaico do fumo, observou que emdeterminadas situaes os vrus podiam ser cristalizados (e isso gerou um prmio Nobelpara ele, mas tambm muita confuso: seriam os vrus elementos de transio entre osreinos mineral e animal ?).

EXISTEM VRUS EM TODAS AS ESPCIES QUE TEM CLULAS: Bactrias (bacterifagos ou fagos) muito utilizados hoje em dia na biologia molecular

para a transferncia e expresso de genes;

Plantas uma infinidade de vrus afetam vegetais; Animais- ONDE SE CONCENTRA ESTE CURSO - neste pequeno nmero de vrus quecausa doenas em animais, incluindo o homem, claro.

AFINAL, O QUE UM VRUS ?a) So microorganismos que se replicam sempre dentro de clulas vivas;b) Utilizam(em maior ou menor grau) o sistema de sntese das clulas;c) Induzem a sntese de protenas capazes de transferir o genoma viral para outrasclulas.


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UM VRUS COMPLETO = UM VRION = UMA PARTCULA VIRAL INFECCIOSA

ESTRUTURA DOS VRUS:

Genoma ou Ncleo: RNA ou DNA.Por vezes, o genoma est envoltoem uma camada de protenas distintado capsdeo.

Capsdeo (formado por capsmeros)O conjunto de ncleo mais capsdeo denominado nucleocapsdeo.

Envelope(glicoprotenas -> peplmeros).Muitas vezes as glicoprotenas formam"espculas" (projees a partir do envelope)

TIPOS DE ACIDO NUCLICO VIRAL:

FITA SIMPLES de DNA (fsDNA); FITA DUPLA de DNA (fdDNA); FITA SIMPLES de RNA (fsRNA); FITA DUPLA de RNA (fdDNA).

Os vrus que tem seu genoma composto por uma fita simples de RNA pode ainda sersubdivididos em:

Vrus cujo genoma tem a mesma orientao do mRNA, chamado genoma de polaridadepositiva, ou simplesmente genoma de fita simples positiva;

Vrus cujo genoma tem a orientao inversa do mRNA, chamados de polaridade negativa,ou genoma de fita simples negativa.

O CAPSDEO VIRAL:Composio essencialmente protica. Composto por um nmero varivel de protenas.

Alguns vrus: possuem uma "matriz" protica, que preenche o espao entre o genoma e o envelope(ex. herpesvrus, paramixovrus). Esta matriz, tambm protica, exerce funes variveis dentro damultiplicao ou encapsidao viral.

SIMETRIA DO NUCLEOCAPSDEO: Icosadrica ou cbica: picornavrus, parvovrus, adenovrus; Helicoidal: rhabdovrus, filovrus, bunyavrus; Complexa: somente os poxvrus, mais complexos do que os demais.

Precisamos tambm saber um pouco sobre quais as

MEDIDAS COMUMENTE USADAS EM VIROLOGIA: MICRON () = 1/1000 mm (10-3mm) NANMETRO (nm) = 1/1000 000 mm (10-6mm) NGSTROM = 1/10 000 000 mm (10-8mm) DALTON ( x 1000= kiloDalton, kDa) = 1.66 x 10-24g

Foto-montagem do Dr. Vikram Misra,

Saskatchewan VetMed School, Canad.


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Caractersticas gerais, estrutura e taxonomia viral

Extrado de: http://www.ivis.org/advances/carter/part1chap1_pt/chapter.asp?la=7

In: A Concise Review of Veterinary Virology, Carter G.R., Wise D.J. and Flores E.F. (Eds.).International Veterinary Information Service, Ithaca NY (www.ivis.org), Last updated: 6-Dec-2004;

A3401.1204.PT

D.J. Wise1, G.R. Carter2and E. F. Flores3

1- Department of Biology, Concord University, Athens, West Virginia, USA.2- Virginia-Maryland Regional College of Veterinary Medicine, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA.3- Department of Veterinary Preventive Medicine, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS Brazil.

Traduzido por: E. F. Flores, Department of Veterinary Preventive Medicine, Federal University ofSanta Maria, Santa Maria, RS Brazil. (17-Jun-2005).

ndiceo Generalidadeso Estrutura viralo Taxonomia viralo Glossrio

Generalidades Os vrus so os menores e mais simples microorganismos que existem. So muito menores que clulas eucariotas e procariotas. Ao contrrio destas, possuem uma estrutura simples e esttica. No possuem metabolismo prprio. Dependem da maquinaria celular para a sua replicao (parasitas intracelulares

obrigatrios). Possuem DNA ou RNA como genoma, mas no possuem ribossomas e outros fatores

necessrio para a produo de protenas. Por isso necessitam das funes e do metabolismo

celular para produzir suas protenas e se multiplicar. O genoma viral, cido ribonuclico (RNA) ou deoxiribonuclico (DNA), codifica asinformaes mnimas para: 1. Assegurar a sua replicao; 2. Empacotar o seu genoma e 3.Subverter funes celulares em seu benefcio.

Alguns vrus infectam clulas procariotas (bacterifagos); outros infectam clulaseucariotas.

Alguns vrus destroem as clulas infectadas, produzindo enfermidades; outros persistem emestado latente ou persistente na clula; e outros podem causar transformao tumoral nasclulas infectadas.

Estrutura viralOs vrus so compostos, pelo menos, do genoma de cido nuclico RNA ou DNA e uma cobertura

de protenas. Muitos vrus possuem uma membrana externa adicional denominada envelope.

A cobertura protica ou capsdeo de um vrion (virus completo ou partcula vrica) composta decpias mltiplas de uma ou mais tipos de protenas. Essas protenas se associam entre si, formandounidades estruturais denominadas capsmeros.

O conjunto do genoma mais o capsdeo de um vrion denominado de nucleocapsdeo. Os vrus mais simples no possuem envelope e possuem RNA ou DNA de cadeia simples (Fig. 1.1). Os vrus envelopados contm uma membrana externa que recobre o nucleocapsdeo (Fig.1.2). Essa

membrana externa (ou envelope) derivada de membranas da clula hospedeira (nuclear, doaparelho de Golgi, do retculo endoplasmtico ou membrana plasmtica). Assim como essas


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membranas, o envelope constitudo de uma membrana lipdica dupla com protenas nela inseridas.As protenas do envelope viral so codificadas pelo seu genoma.

Alguns vrus, como os bacterifagos, possuem caudas proticas complexas que so necessrias paraa ancoragem e introduo do genoma viral na clula hospedeira.

Figura 1-1. Vrion sem envelope, com capsdeo icosadrico. O cido nuclico localiza-se no interior docapsdeo. Ilustrao cortesia de A. Wayne Roberts.

Figura 1-2.Vrion envelopado, com capsdeo helicoidal. O cido nuclico localiza-se no interior do vrion,como indica a linha pontilhada em forma de espiral. As linhas na superfcia externa do envelope representamespculas glicoproticas. Ilustrao cortesia de A. Wayne Roberts.

O genoma viralO genoma dos vrus constitudo de DNA ou RNA. Nenhum vrus contm DNA e RNA

simultaneamente. O DNA pode ser de fita simples (parvovirus e circovirus), fita dupla (poliomavirus,adenovirus, herpesvirus) ou fita dupla parcial (hepadnavirus). O genoma DNA pode ter as suas extremidades


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covalentemente ligadas entre si (genoma circular poliomavirus e circovirus) ou possuir as extremidadeslivres (linear adenovirus, herpesvirus, parvovirus). O genoma dos poxvirus DNA de fita dupla linear epossui as extremidades ligadas entre si.

Todos os genomas virais de RNA so lineares. A maioria deles RNA de fita simples, poucospossuem RNA de fita dupla (reovirus, bornavirus). A maioria dos genomas RNA possui um nico segmento(monopartite), enquanto alguns possuem o genoma dividido em dois segmentos (arenavirus), trs(bunyavirus), 7 ou 8 (otomyxovirus) ou 10 segmentos (reovirus). Os genomas RNA de fita simples podem serclassificados em:

RNA de sentido positivo (RNA +): se o RNA genmico serve de RNA mensageiro e traduzidopelos ribossomas da clula hospedeira.

RNA de sentido negativo (RNA -): se o RNA genmico complementar ao RNA que traduzido, epor isso no pode ser traduzido diretamente pelos ribossomas.

Nos arenavirus e bonyavirus, um segmento do RNA genmico (sentido negativo) transcrito eorigina cpias de RNA de sentido positivo (que funcionam como RNA mensageiro). No entanto,cpias destes RNAs (que seriam de sentido negativo) tambm servem de mensageiros e sotraduzidas. Essa estratgia denominada de ambissense.

O genoma dos vrus pode codificar desde poucas protenas diferentes (Polyomavirus, 6 a 7 genes,5000 nucleotdeos de extenso) at mais de 70 - 100 produtos gnicos (herpesvirus, 60 a 120 genes, 120.000 a220.000 pares de bases de extenso). Em geral, o genoma dos vrus RNA so menores, atingindo umaextenso mxima de pouco mais de 30.000 nucleotdeos (Coronavirus). Uma hiptese para explicar isto seriaa de que as polimerases virais de RNA tendem a cometer mais erros do que as polimerases de DNA noprocesso de replicao do genoma. Assim, a fidelidade de replicao poderia limitar o tamanho do genoma.Ao contrrio, os genomas de vrus DNA podem atingir mais de 300.000 pares de bases, como se observa emalguns herpesvirus.

O capsdeoA funo do capsdeo empacotar e proteger o genoma viral durante a sua transferncia entre clulas

e hospedeiros. O capsdeo pode ser formado por cpias mltiplas de uma mesma protena ou por umaassociao de vrias protenas diferentes. Os capsdeos construdos por cpias de uma nica protenarepresentam um exemplo de economia gentica, pois apenas um gene pode codificar os produtos necessriospara construir o capsdeo e recobrir completamente o genoma.

O capsdeo de um vrus pode possuir vrias formas geomtricas que so caractersticas de cadafamlia viral. Essas incluem:

o Capsdeo icosadrico sem envelope (picornavirus, polyomavirus); ou envelopado(herpesvirus). Essa forma geomtrica possui vrias faces triangulares e ngulos (Fig. 1.1.); onmero de faces e ngulos pode variar de acordo com o nmero e tipo de associao entreas protenas estruturais constituintes.

o Capsdeo helicoidal, sem envelope (virus do mosaico do tabaco) ou envelopado (rabdovirus,paramyxovirus), (Fig. 1.1 e Fig. 1.2.).

Os vrus variam de tamanho, desde os circovirus com 17 - 22 nm de dimetro, at os poxvirus, quepodem atingir os 300 nm. Esses vrus possuem uma forma ovide e so suficientemente grandes paraserem visveis sob microscopia tica, ao contrrio dos demais cuja visualizao requer microscopiaeletrnica.

Vrias tcnicas tm sido utilizadas para a visualizao dos vrus. A cristalografia de raios X

utilizada para determinar a estrutura fsica, assim como as dimenses e morfologia das protenas eestruturas componentes da partcula vrica. As informaes obtidas pelo uso dessa tcnica soutilizadas para construir um modelo da estrutura da partcula viral. A microscopia eletrnica utilizada para determinar-se a morfologia dos vrus e tambm com fins diagnsticos para a detecode vrus em amostras clnicas. No captulo 2 so descritos com detalhes os mtodos utilizados para avisualizao de virus.Cinco formas estruturais bsicasDe acordo com a sua morfologia, existem cinco tipos bsicos de estrutura de partculas vricas,

citadas a seguir com exemplos: Icosadrico sem envelope: adenovirus e picornavirus.


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Helicoidal sem envelope: vrus do mosaico do tabaco; no se conhece vrus humanos ou animaiscom essa estrutura.

Icosadrico com envelope: togavirus e flavivirus. Helicoidal com envelope: rabdovirus e paramyxovirus. Complexos: bacterifagos e poxvirus.

EnvelopeO envelope viral, presente em vrus de algumas famlias, origina-se de membranas da clulahospedeira atravs de brotamento, que ocorre durante o egresso de vrions maduros da clula hospedeira. Essamembrana freqentemente derivada de uma regio da membrana plasmtica, mas pode originar-se tambmdas membranas do aparelho de Golgi, do retculo endoplasmtico ou da membrana nuclear, dependendo dovrus e do compartimento celular onde ocorre a replicao. Independentemente de sua origem, o envelope composto de uma camada dupla de lipdios de origem celular com protenas associadas. As protenas doenvelope so codificadas pelo vrus e constituem-se em sua maioria de glicoprotenas. O nmero de protenasdo envelope pode variar de uma at mais de dez, dependendo do virus. As glicoprotenas do envelopedesempenham vrias funes, incluindo a ancoragem inicial do vrion na clula, penetrao, fuso edisseminao do vrus entre clulas. A ancoragem inicial do vrion na superfcie da clula requer que oenvelope esteja intacto e que as glicoprotenas estejam em sua conformao natural. Algumas drogasantivirais so dirigidas contra as protenas do envelope e podem reduzir a capacidade dos vrus de se ligaremna clula e iniciarem a infeco, reduzindo assim a sua infectividade.

O processo de brotamento e a conseqente aquisio do envelope por vrions recm-formados podemou no resultar na destruio da clula infectada. A liberao de um nmero muito grande de vrussimultaneamente pode comprometer a integridade celular e resultar na morte da clula. Muitas vezes, aliberao da prognie viral lenta e resulta em excreo viral contnua e infeco crnica ou persistente. Aocontrrio dos vrus sem envelope, cuja liberao quase sempre acompanhada de morte celular, o egresso devrus envelopados muitas vezes compatvel com a sobrevivncia da clula hospedeira. Portanto, o processode brotamento representa um mecanismo de liberao de prognie viral sem induzir morte celular.

Protenas viraisO genoma dos vrus codifica dois tipos de produtos: as protenas estruturais e as no-estruturais. As

protenas estruturais so aquelas que fazem parte da estrutura fsica da partcula vrica (capsdeo, envelope),enquanto as protenas no-estruturais so produzidas dentro da clula infectada e desempenham diferentesfunes na replicao viral. O nmero de protenas codificadas pelos vrus varia amplamente, desde poucas

at centenas.As protenas estruturais incluem aquelas que fazem parte do capsdeo e associam-se e empacotam o

genoma viral. Em alguns vrus envelopados, existe uma camada protica denominada tegumento entre ocapsdeo e o envelope. As protenas que compe o tegumento tambm so estruturais. As protenas dasuperfcie do capsdeo e do envelope so ligantes, que interagem com receptores na superfcie da clulahospedeira. Algumas dessas protenas (as glicoprotenas) so processadas no lmen do retculoendoplasmtico, onde resduos de acar (oligossacardeos) so incorporados cadeia polipepttica. Essasprotenas so enviadas ao aparelho de Golgi, a vesculas secretoras e finalmente se fusionam com a membranaplasmtica, podendo estar presentes na superfcie da clula infectada. As glicoprotenas do envelopedesempenham papel importante nas interaes entre os vrions e as clulas (ligao, penetrao, fuso,disseminao entre clulas) e so alvos importantes para anticorpos neutralizantes produzidos pelohospedeiro.

As protenas estruturais so principalmente enzimas, como aquelas envolvidas no processo de

transcrio do genoma, replicao e processamento de protenas. Um exemplo de protena no-estrutural atranscriptase reversa dos retrovirus, que produz cpias de DNA a partir de um molde RNA para seremincorporadas ao genoma da clula hospedeira. Alguns vrus codificam vrias protenas no-estruturais quedesempenham papis acessrios na regulao da expresso gnica celular e viral, regulao das vrias etapasdo ciclo replicativo do vrus, neutralizao dos mecanismos de defesa do hospedeiro, transformao celular,entre outras.

Outros componentes dos vrionsLipdios


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Os lipdios presentes nas partculas vricas envelopadas so derivadas das membranas celulares. So,em sua maioria fosfolipdios (50 - 60%) e o restante colesterol. O envelope dos vrus contm lipdiosderivados das membranas celulares e protenas codificadas pelo vrus, as vezes formando projees(espculas). A composio lipdica total dos vrus envelopados representa aproximadamente 25 a 30% do seupeso seco. O restante formado pelo genoma e parte protica.

CarboidratosOs carboidratos esto presentes essencialmente na forma de oligossacardeos nas glicoprotenas,

glicolipdios e mucopolissacardeos. A composio de carboidratos corresponde aproximadamente quela daclula hospedeira. No entanto, as glicoprotenas freqentemente contm uma ligao glicosdica N- ou O-. Oscarboidratos encontram-se principalmente no envelope. Alguns vrus complexos contm glicoprotenasinternas ou protenas glicosiladas tambm no capsdeo.

Taxonomia ViralOs vrus constituem um grupo numeroso e heterogneo. So classificados em categorias hierrquicas

baseadas em vrias caractersticas. A classificao dinmica, j que novos vrus esto sendo continuamentedescobertos; e novas informaes se acumulam sobre os vrus j conhecidos. A classificao e nomenclaturautilizadas neste texto estavam atualizadas at a sua submisso. As alteraes mais recentes podem serverificadas em informativos peridicos do Comit Internacional para Taxonomia Viral (ICTV). (Disponvelem amazon.com).

O esquema bsico de classificao hierrquica : Ordem - Famlia - Subfamlia - Espcie - Cepa /Tipo. Determinadas caractersticas virais definem cada uma dessas categorias taxonmicas. As Ordenspossuem o sufixo: virales; as famlias possuem o sufixo: viridae; e os gneros e espcies: virus. Uma espciede vrus representada por uma linhagem replicativa que ocupa um nicho ecolgico, por exemplo, umaenfermidade particular.

Os vrus so classificados em famlias com base em muitas caractersticas. Uma caracterstica bsica o tipo de cido nuclico (DNA ou RNA) e a morfologia, ou seja, o tamanho e forma do vrion, assim como apresena ou no do envelope. O espectro de hospedeiros e as propriedades imunolgicas (sorotipos) tambmso utilizados. Propriedades fsico-qumicas como massa molecular, densidade, inativao trmica,estabilidade ao pH e sensibilidade a solventes tambm so utilizados na classificao viral.

Alguns aspectos importantes na taxonomia atual so o tipo de cido nuclico, se o genoma possuicadeia dupla ou simples, a organizao dos genes no genoma e a presena de determinados genes. Essascaractersticas so utilizadas para classificarem-se os vrus em ordens ou famlias. Por exemplo, a ordem

Mononegavirales est composta pelos vrus que possuem o genoma RNA de fita simples, polaridade negativa.Finalmente, a classificao se baseia nas macromolculas produzidas (protenas estruturais e enzimas),propriedades antignicas e propriedades biolgicas (infectividade, capacidade hemaglutinante, etc.).As vrias famlias so ordenadas no sumrio de acordo com as diversas caractersticas de seu cido nuclico.Neste polgrafo, as famlias so apresentadas utiizando a mesma ordem apresentada na tabela a seguir. Atabela 1.1 apresenta informaes bsicas sobre cada uma das principais categorias taxonmicas virais.


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Partculas vricas atpicas associadas com infeces:Vrions defectivosOs vrions defectivos ou incompletos so aqueles cujo genoma no possui um ou mais genes

especficos, devido a mutao ou deleo. Por isso, so incapazes de completar o ciclo replicativo na clula.No entanto, se a clula for co-infectada com outro vrus denominado vrus helper (auxiliar) o produto dogene ausente no vrus defectivo complementado pelo vrus auxiliar e aquele pode replicar. Para alguns vrus,a quantidade de partculas incompletas ou defectivas produzidas maior do que os vrions completos (at

1:1000). A produo de partculas defectivas caracterstica de algumas espcies de vrus e acredita-se quepossa moderar a severidade da enfermidade clnica in vivo. Os virusides, que so exemplos de vrusdefectivos, sero discutidos a seguir nesse captulo.

PseudovrionsPseudovrions podem ser produzidos durante a replicao viral, quando o genoma da clula

hospedeira se fragmenta. Como resultado disso, segmentos de DNA celular so incorporados em partculasvricas, em substituio ao DNA viral. Esses pseudovrions podem ligar-se na clula hospedeira, penetrar,mas no so capazes de replicar, pois no possuem os genes virais necessrios.

PrionsOs prions no so vrus. So partculas proticas infecciosas associadas a encefalopatias

espongiformes transmissveis (TSEs) de humanos e animais. As TSEs inlcuem a doena de Creutzfeldt-Jacob

(CJD) em humanos, scrapie em ovinos e BSE em bovinos. Pr ions e TSEs so abordados com mais detalhes nocaptulo 29. Resumidamente, o exame microscpico do crebro revela grandes vacuolos nas regies do crtexe cerebelo, da a denominao de encefalopatia espongiforme. Exames mais detalhados das regies afetadasrevelam depsitos de fibrilas e placas amilides associadas com a protena prion. Essas enfermidades secaracterizam pela perda do controle motor, demncia, paralisia e inevitavelmente morte. Maiores detalhes dapatogenia ainda no so conhecidos.

ViridesOs virides so cidos nuclicos de baixo peso molecular, desnudos, extremamente resistentes ao

calor, a radiao ultravioleta e radiao ionizante. Essas partculas se compem exclusivamente de umfragmento de RNA circular de cadeia simples, com algumas regies de cadeia dupla. Os virides causam, emsua maioria, doenas em plantas como a doena do tubrculo fusiforme da batata.

VirusidesOs virusides (tambm chamados de RNA satlites) so similares aos virides, pois so segmentosde cido nuclico de baixo peso molecular, extremamente resistentes ao calor e a radiaes ultravioletas eionizantes. No entanto, dependem de um vrus auxiliar para a sua replicao. Os virusides replicam nocitoplasma da clula, atravs de uma polimerase de RNA dependente de RNA.

Nova famlia de vrus MimiviridaeMimiviridae uma famlia viral que contm apenas um membro, Mimivirus. O nome do vrus

derivado do termo "micrbio imitador". O agente foi descoberto em 1992, infectando um protozorio e at opresente o maior vrus que se conhece, com aproximadamente 400 nm de dimetro. O capsdeo possui


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forma icosadrica, no possui envelope e o genoma uma molcula de DNA de cadeia dupla de 1.2 Mbcontendo aproximadamente 1260 genes. A seqncia completa do genoma do Mimivirus foi recentementepublicada (2004).

GlossrioBacterifago: vrus que infecta clulas procariticas e possui muitas caractersticas de vrus de

plantas e animais. Requer uma bactria viva para realizar seu ciclo reprodutivo.Brotamento: processo atravs do qual os vrus adquirem envelope. precedido da insero de

glicoprotenas virais nas membranas da clula hospedeira. Esse processo ocorre mais freqentemente namembrana plasmtica e confere infectividade ao vrus.

Mucopolissacardeo: uma classe de polissacardeo como heparina, cido hialurnico e sulfato decondroitina, que absorvem gua para formar um material espesso, mucide, gelatinoso.

Oligossacardeo: um acar que contm um nmero pequeno e conhecido de unidades demonosacardeos.

Obs.: Direiros reservados: este documento est disponvel em www.ivis.org. Documento noA3401.1204.PT.


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MULTIPLICAO VIRAL

Os vrus seguem os mesmos princpios do dogma central da multiplicao biolgica:

DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIADNA------------->RNA----------->PROTENA

Transcrio TraduoAlguns vrus podem se utilizar do processo reverso de transcrio (atravs da enzima

transcriptase reversa) para originar "cpias" de DNA, a partir do RNA viral (ex. HIV).

RNA(viral)------->DNA------------->RNA----------->PROTENATranscrio Transcrio Traduoreversa

Os hepadnavrus (ex. vrus da hepatite B) apresentam uma estratgia de multiplicaoainda mais incomum. Embora seu genoma seja de DNA, eles produzem novas cpias de DNA portranscrio reversa a partir do RNA gerado pelo vrus.

DNA(viral)---------->RNA-------------->DNA------------->RNA----------->PROTENATranscrio Transcrio Transcrio Traduoreversa

O mRNA fundamental para produo de protenas virais. Por isso, o mRNA considerado a "chave" da multiplicao viral.

Um vrus RNA dito de "polaridade positiva" quando seu genoma tem a mesma polaridadeou orientao do mRNA. Em outras palavras, seu genoma pode servir como mRNA e portanto,iniciar a sntese de protenas. Vrus que possuem genoma de RNA "positivo" possuem o genomainfeccioso.

Porm, na natureza, nenhum genoma viral de fato infeccioso, pois necessitamos umvrion(partcula viral completa), para dar incio a um ciclo replicativo. Como isto se explica?

Em condies de laboratrio, possvel transferirmos o genoma de umdeterminado vrus para dentro de uma clula. Um vrus cujo genoma constituido porRNA de polaridade positiva capaz de iniciar um ciclo replicativo a partir deste genoma

isolado. J os vrus cujo genoma formado por RNA de polaridade negativa necessitamcarregar para dentro da clula uma RNA polimerase RNA(viral)-dependente, enzimaesta que no encontra presente nas clulas e sem a qual no pode ser gerado o mRNAviral. Assim, somente com a introduo do genoma dentro de uma clula, no pode terincio um ciclo infeccioso. Portanto, esses vrus que contm genoma de RNA depolaridade negativa necessitam levar junto consigo essa enzima, a qual deve estarpresente nos vrions, por ocasio da infeco.

ESTGIOS DO CICLO DE MULTIPLICAO VIRAL (esquema geral)1. ADSORO E PENETRAO PELO VRION2. DESNUDAMENTO DO ACIDO NUCLICO VIRAL3. SNTESE PRIMRIA DE mRNA4. SNTESE PRIMRIA DE PROTENAS VIRAIS5. MULTIPLICAO DO GENOMA VIRAL6. SNTESE TARDIA DE mRNA7. SNTESE TARDIA DE PROTENAS VIRAIS8. MONTAGEM DE VRIONS NOVOS9. LIBERAO DE VRIONS DA CLULA

Fases:Primria ou "early" = perodo antes da replicao do cido nuclico, ocorre a produo de

protenas no estruturais.Tardia ou "late" => ocorre a produo de protenas estruturais.


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Replicao e gentica viral

Extrado de: http://www.ivis.org/advances/Carter/Part1Chap3_pt/chapter.asp?LA=7

In: A Concise Review of Veterinary Virology, Carter G.R., Wise D.J. and Flores E.F. (Eds.).International Veterinary Information Service, Ithaca NY (www.ivis.org), Last updated: 8-Feb-2005;

A3403.0205.PT

D.J. Wise1and G.R. Carter2

1Department of Biology, Concord University, Athens, West Virginia, USA.2Virginia-Maryland Regional College of Veterinary Medicine, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA.Traduzido por: E. F. Flores y M. C. Speroto Brum, Department of Veterinary Preventive Medicine, Federal University ofSanta Maria, Santa Maria, RS Brazil. (17-Aug-2005).

ndice Replicao viral

o Replicao de vrus DNAo Replicao de vrus RNA

Gentica viralo Mutaoo "Shift e drift" antignicos

Interaes entre dois vruso Complementaoo Recombinaoo Reativao genticao Mistura de fentipos

Aplicaes de vrus: terapia gentica e vacinas recombinanteso Terapia genticao Vacinas recombinantes

Glossrio

Replicao viral

A replicao dos vrus um processo muito complexo e diverso. Os mecanismos de replicaodependem fundamentalmente do tipo de cido nuclico e da organizao do genoma de cada vrus. Apesar dadiversidade de estratgias de replicao, existem vrios aspectos em comum nas diversas etapas de replicao.O ciclo replicativo de todos os vrus contm as seguintes etapas: ligao/adsoro, penetrao, desnudamento(se necessrio), sntese protica (expresso gnica), replicao do genoma, montagem e egresso ou liberao.

A adsoro (ou ligao) depende da interao fsica entre os vrions e a superfcie da clula-alvo. Aadsoro essencialmente uma interao ligante-receptor. Como conseqncia, a especificidade declulas-alvo e de hospedeiros susceptveis determinada. Sem adsoro/ligao a infeco no podeocorrer. Por outro lado, nem todos os eventos de adsoro resultam em infeco produtiva. Emoutras palavras, a adsoro necessria, mas no assegura que a replicao ir ocorrer.

Penetrao refere-se introduo do cido nuclico viral na clula, internalizao do nucleocapsdeovia endocitose mediada por receptor, ou fuso do envelope viral com a membrana plasmtica. Comoresultado, o genoma viral liberado e se localiza no citosol ou em vesculas endocticas.

O desnudamento do genoma das protenas componentes do nucleocapsdeo pode necessitar aparticipao de protenas celulares ou outros fatores. O desnudamento um pr-requisito para aexpresso do genoma. Aps o desnudamento, o genoma prossegue no ciclo replicativo ou uma cpiadele integrada no cromossoma do hospedeiro e permanece latente at ser ativado (retrovrus).

Sntese protica (ou expresso gnica) O RNA mensageiro (RNAm) produzido e traduzido emprotenas. Independentemente do tipo (DNA ou RNA; cadeia simples ou dupla; segmentado ou no-segmentado), o genoma deve ser capaz de originar RNAs mensageiros que sejam reconhecidos etraduzidos pela maquinaria celular de traduo.


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Como ser descrito para cada grupo de vrus, existe um mecanismo nico pelo qual a maquinariacelular torna-se amplamente dedicada sntese de produtos virais em detrimento da sntese deprotenas celulares.

Replicao do genoma: o mecanismo de replicao depende do tipo de cido nuclico, estrutura etopologia do genoma. Nos vrus mais simples, a replicao do genoma uma tarefa executada porenzimas celulares; outros vrus mais complexos codificam as suas prprias enzimas replicativas.

Maturao a montagem completa das partculas vricas. A montagem dos vrus no-envelopadosconsiste primariamente da associao do genoma com as protenas que formam o nucleocapsdeo.Esse processo ocorre espontaneamente atravs de interaes entre protenas e entre estas e o genoma.Na maturao dos vrus envelopados, o nucleocapsdeo adquire um envoltrio externo (envelope)que consiste de membranas celulares (nuclear, Golgi, retculo endoplasmtico ou membranaplasmtica) contendo uma camada dupla de lipdios derivadas da clula e protenas virais inseridas.O envelope adquirido por um processo denominado de "brotamento".

Egresso (liberao) dos vrions. Na replicao dos vrus sem envelope, milhares de vrions recm-formados so liberados pela morte e lise celular. Nos vrus envelopados, a prognie viral liberadaatravs de brotamento, sem necessariamente implicar em morte celular. No entanto, muitos vrusenvelopados tambm podem ser liberados pela morte e desintegrao da clula.

Replicao dos vrus DNA Em geral, os vrus DNA replicam no ncleo. Excees so os poxvrus e os iridovrus (vrus de

insetos e peixes) que utilizam "fbricas" citoplasmticas. Os vrus DNA que replicam no ncleo utilizam a RNA polimerase-dependente de DNA celular para

a transcrio. A maioria dos poxvrus e iridovrus trazem transcriptases nos vrions, o que lhespermite replicar no citoplasma.

A replicao dos vrus DNA semiconservativa e simtrica, com ambas as cadeias sendo replicadas.Em vrus DNA de cadeia dupla, como os adenovrus, a replicao das duas cadeias no seguenecessariamente o mesmo mecanismo.

As enzimas DNA polimerases da clula eucariota podem replicar genomas pequenos ou mdios(papilomavrus, poliomavrus), enquanto os genomas grandes geralmente codificam as suas prpriaspolimerases (adenovrus, herpesvrus, poxvrus).

A maturao dos vrus DNA (exceo dos poxvrus e iridovrus) ocorre no ncleo. As protenas estruturais so transportadas do citoplasma para o ncleo, onde interagem entre si e

com o genoma e so integradas na estrutura do capsdeo que envolve o cido nuclico. Os vrus envelopados completam a maturao atravs do brotamento na membrana nuclear(iridovrus) ou da membrana plasmtica.

Replicao dos vrus DNA de cadeia duplaEsses incluem as seguintes famlias de vrus animais: Asfaviridae, Poxviridae, Iridoviridae,

Herpesviridae, Polyomaviridae, Papillomaviridae e Adenoviridae (Fig. 3.1). Os genomas variam entre 5 - 8 kb (Polyomaviridae) e mais de 300 kb (Poxviridae e Iridoviridae). Em geral, a replicao do genoma ocorre no ncleo, por enzimas do hospedeiro (para pequenos vrus

como os poliomavrus e papilomavrus) ou por replicases codificadas pelo vrus (adenovrus,herpesvrus). A replicao dos poxvrus e alguns iridovrus ocorre no citoplasma, resultando naformao de corpsculos de incluso que contm as enzimas virais necessrias para a replicao,como as polimerases de DNA dependentes de DNA.

O DNA de cadeia dupla pode apresentar-se circular, linear, ou linear com as extremidades ligadas. Os genomas circulares pequenos so replicados em direo bidirecional, semelhante ao que ocorrecom os plasmdios. Acredita-se que a replicao do DNA dos poliomavrus (cadeia dupla circular)seja mediada por um mecanismo giratrio que contm a endonuclease e ligase. A endonucleaseclivaria uma das cadeias, permitindo a replicao de um pequeno segmento. Esse "corte" seria entoreparado (ligado) pela ligase.


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Figura 3-1. Esquema geral de replicao dos vrus DNA de cadeia dupla.

Replicao dos vrus DNA de cadeia simplesInclui as famlias Circoviridae e Parvoviridae de vrus animais

Os genomas variam de 3 a 6 kb. O DNA circular dos circovrus parece ser replicado por um mecanismo de "rolling circle". A replicao ocorre no ncleo e envolve a sntese de uma cadeia de DNA sentido negativo (DNA - )

para servir de molde para a sntese da cpia genmica (DNA +) dos vrions. Esse processo envolve aproduo transiente de um DNA de cadeia dupla, denominado de forma replicativa.

A penetrao do DNA de cadeia simples no ncleo estimula o seu "reparo" por enzimas celulares,originando a forma replicativa (cadeia dupla). No caso dos genomas circulares, a forma replicativaassocia-se com histonas celulares e outras protenas nucleares e passa a ser comportar como umcromossoma do hospedeiro. Formas lineares possuem mecanismos derivados que permitem ogenoma ser replicado sem perda de DNA a cada ciclo de replicao.

Os genomas DNA de cadeia simples podem ser lineares de um nico componente (Parvoviridae) ou

circulares de um nico componente (Circoviridae). (Fig. 3.2).


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Figura 3-2. Esquema geral de replicao dos vrus DNA de cadeia simples.

Vrus DNA de cadeia dupla com transcrio reversa Inclui a famlia Hepadnaviridae O genoma constitudo de uma molcula circular (no-covalente) de DNA parcialmente cadeia

dupla, com 3.2kb. Aps a penetrao e desnudamento parcial, o DNA genmico penetra no ncleo e a cadeia

incompleta completada pela DNA polimerase viral e/ou enzimas celulares. Uma vez completada,uma enzima ligase realiza a ligao das extremidades.

No ncleo, o genoma comporta-se como um minicromossoma, conjugando-se com histonascelulares. No entanto, as DNA polimerases celulares no replicam o genoma viral.

O genoma ento transcrito em sua integridade, originando um RNAm com a extenso total dogenoma, denominado de pgRNA (RNA pr-genmico), que maior do que o molde DNA do qualfoi transcrito, devido adio de uma cauda poli-A produzida. Esse intermedirio RNA que serve demolde para o DNA do vrion. RNAs mensageiros menores so tambm produzidos, dando origem polimerase viral e protenas do capsdeo. A montagem parcial dos capsdeos prossegue.

Algumas cpias do pgRNA so encapsidadas nos vrions recm-formados, onde servem de moldepara a polimerase viral sintetizar o cDNA (transcrio reversa). Aps a sntese da primeira cadeia de


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DNA complementar (cDNA), a polimerase degrada o pgRNA que serviu de molde e sintetiza acadeia complementar de DNA. Os vrions que so liberados das clulas por brotamento contm umgenoma DNA de cadeia dupla.

Replicao dos vrus RNA A replicao da maioria dos vrus RNA ocorre estritamente no citoplasma das clulas e

independente da maquinaria nuclear. Excees so os ortomixovrus que requerem fatores datranscrio celular e os retrovrus que replicam via um intermedirio DNA.

A ligao (adsoro) ocorre por interaes eletrostticas entre os vrions e os receptores celularesespecficos.

Os vrus penetram na clula atravs de endocitose mediada por receptor ou atravs de fuso namembrana celular ou na vescula endoctica (vrus envelopados).

O desnudamento ocorre no citoplasma, ou durante a passagem (translocao) atravs da membranacelular, como parece ser o caso dos picornavrus. O RNA dos reovrus, no entanto, nunca completamente desnudo, permanecendo em partculas parcialmente desmontadas durante atranscrio e replicao.

O genoma de alguns vrus RNA constitudo de uma nica molcula de RNA (no-segmentados);em outros constituim-se de mais de um segmento (segmentado).

O RNA de alguns vrus animais possui funo de RNA mensageiro (sentido +) e pode ser

diretamente traduzido, enquanto o genoma de outros sentido negativo (anti-sense) e deve serinicialmente transcrito em RNAs de sentido + por polimerases de RNA dependentes de RNA virais(transcriptases).

Os retrovrus possuem uma enzima transcriptase reversa (polimerase de DNA dependente de RNA),o que permite a formao de uma molcula de DNA cadeia dupla intermediria (provrus DNA), que incorporada no genoma da clula hospedeira e subsequentemente transcrita em RNAsmensageiros por polimerases de RNA dependentes de DNA do hospedeiro.

Em geral, a replicao do RNA semi-conservativa e segue-se pela formao de um intermedirioreplicativo (R1). O R1 consiste do RNA parental que serve de molde para a transcrio de vriascadeias de RNA, que eventualmente se destacam do molde e servem de molde para a sntese de RNAviral.

A replicao do RNA de cadeia dupla dos reovrus conservativa e assimtrica; apenas uma cadeia replicada, ao contrrio do DNA de cadeia dupla. O processo de replicao exige polimerases deRNA dependentes de RNA (replicases) que so codificadas pelo vrus.

A maturao ocorre no citoplasma da clula, com o RNA viral se associando com as protenas docapsdeo e formando o nucleocapsdeo. Os vrus envelopados completam a maturao pelobrotamento na membrana do retculo endoplasmtico, aparelho de Golgi ou membrana plasmtica.

Vrus RNA de cadeia dupla Inclui as seguintes famlias de vrus: Reoviridae e Birnaviridae. Os genomas desses vrus varia entre 4 a 20 - 27 kb em extenso. A adsoro ocorre via endocitose mediada por receptor. O vrion parcialmente desnudo e o ncleo

da partcula permanece na vescula endoctica. A replicao atravs de mecanismo conservativo; o RNA de cadeia dupla serve de molde para a

produo de RNA mensageiro por uma enzima polimerase de RNA dependente de RNA. Grandeparte do restante da replicao ainda pouco conhecida.

A replicao no envolve a formao de intermedirios R1. No ocorre a formao de RNA decadeia dupla no citoplasma da clula infectada hospedeira. Todos possuem genomas lineares, segmentados. Cada segmento corresponde a um RNA mensageiro

monocistrnico. Todos os genomas so lineares, mas podem ter dois segmentos (Birnaviridae) ou vrios segmentos

(os reovrus possuem 10 a 12). (Fig. 3.3).


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Figura 3-3. Esquema geral de replicao dos vrus RNA de cadeia dupla.

Vrus RNA de cadeia simples, polaridade positiva Incluem as seguintes famlias de vrus animais: Caliciviridae, Picornaviridae, Astroviridae,

Nodaviridae, Flaviviridae, Coronaviridae, Togaviridae e Arteriviridae. O tamanho do genoma varia entre menos de 5 at mais de 20 - 30 kb A penetrao via endocitose mediada por receptor. Ento, o vrion desnudo e o RNA cadeia

simples liberado no citoplasma. Os genomas possuem sentido de mensageiro e so totalmente ou parcialmente traduzidos em

protenas na primeira etapa da replicao viral.

Os picornavrus e flavivrus possuem um genoma RNA de polaridade positiva como genoma, que secomporta como um mensageiro policistrnico. O genoma diretamente traduzido em umapoliprotena extensa, que processada co- e ps-traduo em vrias protenas virais por proteases dohospedeiro e virais.

Os coronavrus apresentam um padro complexo de transcrio, envolvendo vrias etapas detraduo para completar o ciclo replicativo.

Possveis formas de genomas lineares so: nico-segmento com vrias ORFs (togavrus ecalicivrus); nico segmento com uma nica ORF (picornavrus); dois segmentos com nica ORF(nodavrus).

(Fig. 3.4).


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Figura 3-4. Esquema de replicao dos vrus RNA de cadeia positiva.

Vrus RNA de cadeia simples, sentido negativo Inclui as seguintes famlias de vrus animais: Orthomyxoviridae, Rhabdoviridae, Paramyxoviridae,

Bornaviridae, Filoviridae, Deltavrus, Arenaviridae, Bunyaviridae. Os genomas variam entre 10 a 14 kb e 11 a 20 kb de extenso. Como os genomas so de sentido

negativo, no so traduzidos diretamente. Por isso, esses vrus devem trazer a suas

polimerases/replicases nos vrions para realizar a transcrio/replicao do genoma. Os ortomixovrus possuem genomas segmentados. O primeiro passo na replicao a transcrio

dos RNA de sentido negativo pela polimerase de RNA dependente de RNA viral. Os rabdovrus possuem genomas no-segmentados. A replicao tambm requer a transcrio pela

polimerase de RNA dependente de RNA viral. No caso dos vrus ambissense, a transcriptase codificada pela regio de; polaridade positiva que

eventualmente mediar a transcrio das regies de polaridade negativa.


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Possveis arranjamentos genmicos incluem: segmento nico com ORFs mltiplas (filovrus,paramixovrus, rabdovrus), dois segmentos ambissense (arenavrus), trs segmentos polaridadenegativa ou ambissense (buniavrus) e seis a oito segmentos (ortmomixovrus).

Figura 3-5. Esquema de replicao dos vrus RNA de cadeia negativa.

Vrus RNA de cadeia simples, polaridade positiva, com transcrio reversa Inclui os vrus de vertebrados da famlia Retroviridae

Este genoma viral formado por cpias diplides de uma molcula de RNA de cadeia simplesmantidas juntas por protenas. Possui cap na extremidade 5 e possui poli-A na extremidade 3 possui quatro regies codificantes caractersticas (gag-pro-pol-env). Essas regies so: gag(antgenos grupo-especfico: genes da protenas da matriz, nucleoprotena, capsdeo); pro (gene daprotease); pol (genes da transcriptase reversa e RNAse H); env (genes do envelope, que ligam nosreceptores).

A converso do RNA em DNA de cadeia simples mediada pela enzima viral transcriptase reversa.O DNA cadeia dupla resultante chamado de provrus, finalmente integrado aos cromossomas dohospedeiro pela enzima viral integrase.


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Uma vez integrado no genoma do hospedeiro, o DNA viral (ou provrus) permanece latente at serativado em produo ativa de vrions. O provrus ento transcrito em RNAs mensageiros pelaRNAs polimerase II celular.

Gentica viralA seleo natural atuando nos genomas virais durante ao longo dos anos tem resultado em grande

diversidade gentica para alguns vrus. Os genomas virais so as chaves para se entender como os vrusinteragem com as clulas que eles infectam. O rpido conhecimento crescente da gentica viral tem levado amuitas aplicaes e tcnicas muito teis. Algumas importantes reas de interesse so discutidas a seguir.

MutaoMutao uma alterao na seqncia do genoma de um organismo. O organismo possui a mutao

denominado de mutante. A alterao baseia-se na comparao com o vrus de campo (vrus de referncia).Dessa informao, cepas (vrus de campo de um mesmo vrus), tipos (sorolgicos ou biolgicos) e variantes(fenotipicamente diferentes do vrus de campo por razes genticas desconhecidas) podem ser identificados.Mutaes so eventos neutros que podem ser atuados por seleo natural. Se a mutao aumenta asobrevivncia (transmisso e replicao) do organismo, ela possui uma vantagem seletiva. Se a mutao prejudicial a multiplicao e sobrevivncia, o organismo ser eventualmente eliminado da populao. Se amutao no altera a sobrevivncia do organismo sobreviver ou o seu fentipo, ento a mutao pode passardespercebida. Mutaes podem ocorrer por dois mecanismos diferentes, mutaes espontneas ou mutaes

induzida. Mutaes espontneas so endgenas, sendo resultado de erros das polimerases de DNA e RNA ao

incorporar formas tautomricas naturais dos nucleotdeos. Os vrus DNA so tipicamente maisgeneticamente estveis do que os vrus RNA; a taxa de mutao de 10-8 a 10-11por nucleotdeoincorporado. Isso se deve, em parte, que as polimerases de DNA frequentemente possuem algumahabilidade de correo de erros. Os vrus RNA so consideravelmente menos geneticamenteestveis, com taxas de mutao espontnea entre 10-3 a 10-4 por nucleotdeo incorporado. Aspolimerases de RNA tipicamente no possuem capacidade de correo de erros. Apesar disso, algunsvrus RNA so relativamente estveis geneticamente (poliovrus). Acredita-se que esses vruspossuem taxas de mutao to altas como os outros vrus RNA, mas so to precisamente adaptadospara a replicao e transmisso que pequenos erros resultam em sua eliminao.

Mutaes induzidas so exgenas, o resultado da exposio a agentes mutagnicos (qumicos ouradiao) que aumentam significativamente a taxa de mutao daquele organismo. Os mutagnicos

qumicos agem ou diretamente nas bases ou indiretamente provocando mal-pareamento de bases. Aradiao ultravioleta pode provoca a formao de dmeros de pirimidina, radiao ionizante podedanificar o DNA diretamente pela quebra de ligaes qumicas ou indiretamente por formar radicaislivres que, por sua vez, danificam o DNA.

Existe uma variedade de fentipos que so produzidos como resultado de mutaes. Alguns dos maiscomuns so:

Mutao de espectro de hospedeiroMutaes que permitem a alteraro de hospedeiros de um determinado vrus do original associado

com o vrus de campo. Esse tipo de alterao acredita-se tenha ocorrido com o parvovrus felino, queextendeu seu espectro de hospedeiros e tornou-se capaz de infectar ces.

Mutaes letais condicionais

Inclui uma srie de mutaes que replicam sob algumas condies, afora estas o vrus de campo capaz de replicao, mas o condicional no. Exemplos de mutantes condicionais letais so os mutantestemperatura-sensveis (TS) e mutantes adaptados ao frio. Mutantes temperatura sensveis tm sido utilizadosna produo de vacinas e mutantes adaptados ao frio tm sido usados para anlise dos ciclos replicativosvirais.

Mutantes de tamanho/morfologia de placaComo resultado de mutaes, esses vrus podem produzir placas que diferem daquelas do vrus de

campo. Essa informao algumas vezes se correlaciona com a infectividade de uma determinada cepa devrus.


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Mutaes nonsense (mbar)Refere-se a mutaes em ponto que resultam na formao de um cdon stop de traduo na posio

em que um aminocido incorporado na protena do vrus de campo. Como resultado, a protena truncada egeralmente afuncional. A mutao mais comum para o cdon UAG, chamado de mbar.

Mutaes de deleoSo resultado da perda de nucleotdeos em algum local do genoma, variando de apenas uma simples

base at sees inteiras do genoma. Essas podem ocorrer naturalmente ou ser produzidas em laboratrio, e sousadas no desenvolvimento de vatores virais ou para atenuar um vrus para vacinas.

Shift e drift antignicosShift antignico (sem termo equivalente em portugus) refere-se troca de um antgeno associado

com um patgeno viral devido a aquisio de um gene novo inteiro ou alterao de um gene pr-existente.Tipicamente, shift antignico observado naqueles vrus que possuem genomas segmentados, como osortomixovrus, buniavrus e arenavrus. A coinfeco de uma clula com dois isolados numa mesma clulapode resultar no empacotamento de genomas misturados, contendo alguns segmentos de um vrus e outros dooutro vrus.

Drift antignico refere-se o resultado da acumulao de mutaes em ponto (substituies simplesde bases) e tem sido identificada como o mecanismo associado com a variao antignica observada nos vrusda influenza e pode ser o mecanismo responsvel pela variabilidade observada nos rinovrus.

Interaes entre dois vrusInfeces com dois ou mais vrus diferentes sabidamente podem ocorrer na natureza como tambm

em cultivo. Essas so chamadas infeces mistas podem resultar em novas combinaoes virais e originarnovas variantes dos vrus. A seguir so descritas algumas das interaes que podem ocorrer em infecesmistas:

ComplementaoA complementao pode ocorrer durante uma infeco mista em que um dos vrus deficiente em

um dos seus produtos gnicos. Sem essa protena, o vrus seria incapaz de ser transmitido e replicar e seria,portanto uma partcula defectiva. Numa infeco mista, se o segundo vrus envolvido sintetiza o produto(complementa o defeito), a partcula defectiva capaz de completar o processo de transmisso e replicao.Na natureza, complementao ocorre com o viruside humano da hepatite D. O viruside defectivo em um

antgeno de superfcie que provido pelo vrus da hepatite B em infeces mistas.

RecombinaoRecombinao gentica a troca de um segmento de material gentico entre dois cromossomas

virais em locais onde existe grande homologia. Como resultado, a prognie diferente dos dois vrusparentais. A recombinao freqente em vrus DNA e nos vrus RNA que possuem uma fase de DNA(retrovrus). Atualmente, trs mecanismos de recombinao j foram identificados:

Recombinao intramolecularRecombinao que mediada por enzimas celulares entre duas regies de uma nica molcula de

DNA de cadeia simples, resultando numa ala da regio intermediria, liberando uma molcula de DNAcadeia dupla menor e uma molcula separada de DNA de cadeia dupla. O reverso dessa reao tambm podeocorrer, resultando na integrao de uma molcula de DNA cadeia dupla em uma outra molcula de DNA

cadeia dupla. Esse tipo de recombinao ocorre tipicamente em vrus DNA no-segmentados.Recombinao por escolha-de-cpiaRecombinao gentica em que a nova molcula de cido nuclico surge pela replicao de

determinadas partes de cada molcula parental e pela alternncia entre as duas (maternal e parental). Essemecanismo pouco conhecido e ocorre em vrus RNA no-segmentados.

RessortimentoOcorre em infeces mistas com variantes virais que possuam genomas segmentados infectando a

mesma clula. A prognie viral pode conter alguns segmentos de um parente e outros do outro parente. Esse


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um processo efetivo que ocorre em ortomixovrus, reovrus, arenavrus e buniavrus. Esse mecanismo no bem entendido. O ressortimento tem sido implicado no aparecimento de cepas novas altamente virulentas dovrus da influenza durante o sculo 20.

Reativao gentica um caso especial de recombinao/ressortimento que ocorre em infeces mistas quando um ou os

dois vrus so no-infecciosos. A prognie resultante de recombinao ou ressortimento pode ser agorainfecciosa e contm marcadores dos dois parentais. Se apenas um dos parentais era defectivo, o processo chamado de reativao cruzada ou resgate de marcador. Se os dois vrus eram defectivos, o processo chamado de reativao mltipla.

Mistura fenotpicaMistura fenotpica um exemplo de interao no gentica entre dois vrus. Como resultado de uma

infeco mista, a prognie individual possui protenas estruturais (envelope, capsdeo) de um ou de ambos osparentais. O genoma de um dos vrus parentais pode ser encapsidado em um dos trs tipos de capsdeo(envelopes), originando seis tipos de prognie. Portanto, o fentipo e o gentipo de muitos desses vrionsprognie no se correspondem.

Aplicaes da gentica viral: terapia gentica e vacinas recombinantesPossivelmente as duas mais intrigantes aplicaes do conhecimento adquirido sobre replicao e

gentica viral so a terapia gentica e o desenvolvimento de vacinas recombinantes. Essas tcnicas soaltamente promissoras para o desenvolvimento de novas estratgias para doenas genticas e conferirproteo contra doenas humanas e animais.

Terapia genticaA terapia gentica baseada no uso de vrus sem propriedades patognica, mas retendo a sua

habilidade de seletivamente interagir com e transmitir seus genes (mais outros genes geneticamentemanipulados) a clulas e tecidos especficos do hospedeiro.

Os retrovrus so excelentes meios para a entrega de genes para clulas-alvo do hospedeiro. A formaDNA dupla cadeia de seu genoma estvel e integra-se facilmente ao genoma do hospedeiro. Os vrus somanipulados geneticamente de modo que, uma vez o provrus seja integrado ao genoma, ele no seja capaz dereplicar.

Freqentemente isso significa o uso de vrus auxiliares para facilitar a entrada inicial do vrus

manipulado nas clulas, atravs de complementao. Uma limitao desse mtodo de terapia gentica a queem alguns casos o gene em questo necessita estar presente em todas as clulas do hospedeiro e no somenteem um grupo seleto de clulas e tecidos. Os retrovrus tm sido utilizados em terapia gentica para aincorporao do gene da deaminase de adenina (ADA) nas clulas do sistema imune de pacientes com asndrome de imuodeficincia ADA. Alm dos retrovrus, alguns outros vrus atualmente sendo pesquisadospara uso potencial como vetores em terapia gentica so os adenovrus, vrus adeno-associados (parvovrus) eherpesvrus.

Vacinas recombinantesOs trs tipos de vacinas preparadas com tcnicas de manipulao gentica so discutidos no captulo

6. Algumas dessas vacinas j esto em uso para prevenir doenas vricas humanas e animais.

Glossrio

Ambissense: Refere-se a um genomas RNA que contm seqncias informativas que so ambossentido positivo (pode ser usado diretamente como mensageiro) e sentido negativo (deve ser transcrito paraproduzir RNA mensageiro).

Replicao conservativa: Replicao de DNA e RNA de cadeias duplas de maneira que as cadeiasoriginais no se tornam parte de cadeia recm-formada.

Vescula endoctica: Vescula formada no processo de endocitose, o engolfamento do vrus, que podeser mediada por receptores de superfcie ou por interaes da membrana celular.

Membrana do Golgi: Membranas associadas com o aparelho de Golgi nas clulas eucariotas. Oaparelho de Golgi recebe lipdios e protenas recm-sintetizados do retculo endoplasmtico, e modifica - osquimicamente e os envia aos locais apropriados da clula.


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Corpsculos de incluso: Esses representam "fbricas" de vrus nas quais os cidos nuclicos ouprotenas virais esto sendo sintetizados.

Ligase: Enzima do hospedeiro que produz ligaes covalentes nos cidos nuclicos associadas comquebras na cadeia backbone de acar-fosfato.

Monocistrnico: Contm informao para um s gene ou produto gnico.No-segmentados: Genoma contendo apenas um segmento.Genomas multi-componentes: Genomas que possuem mais de uma molcula de cido nuclico como

genoma.Mutgenos: Agentes fsicos ou qumicos que aumentam a taxa de mutaes no DNA de um

organismo.DNA de polaridade negativa: DNA cuja transcrio no origina molculas de RNAs que podem ser

diretamente traduzidos como RNAs mensageiros. o molde para a criao de genomas RNA de sentidonegativo.

Policistrnico: Que contm informao para vrios genes ou produtos gnicos.DNA de polaridade (sentido) positiva: DNA cuja transcrio origina os genomas RNA de polaridade

positiva ou que podem ser usados diretamente como mensageiros.Transcriptase reversa: Enzima viral que usa RNA como molde para produzir DNA.Replicao semi-conservativa: Replicao de RNA ou DNA de cadeia dupla na qual as cadeias

originais (uma original, outra recm-sintetizada) tomam parte das recm-produzidas prognie DNA ou RNAde cadeia dupla.

No-segmentados: Genomas que possuem uma nica molcula de cido nuclico como genoma.Tautmeros: Formas isomricas de compostos orgnicos e quando dois deles existem em equilbrio

referido como tautomerismo.Transcriptase: Enzima viral capaz de usar uma molcula de RNA como molde para transcrio.Vrus de campo: O vrus natural, esses vrus so usados como cepas de referncia para comparao

com mutantes e variantes de um vrus particular.

Direitos reservados: este documento est disponvel em www.ivis.org. Documento nm. A3403.0205.PT


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Defesas do hospedeiro contra vrus

In: A Concise Review of Veterinary Virology, Carter G.R., Wise D.J. and Flores E.F. (Eds.).International Veterinary Information Service, Ithaca NY (www.ivis.org), Last updated: 3-Mar-2005;A3405.0305.PT

D.J. Wise1, G.R. Carter2 and E. F. Flores3

1Virginia-Maryland Regional College of Veterinary Medicine, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA.2Department of Biology, Concord University, Athens, West Virginia, USA.3Department of Veterinary Preventive Medicine, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS Brazil.

Traduzido por: E. F. Flores, Department of Veterinary Preventive Medicine, Federal University ofSanta Maria, Santa Maria, RS Brazil. (20-Oct-2005).

ndiceDefesas do hospedeiroEfeitos imunolgicos das infeces viraisGlossrio

Assim como os vrus, que pela sua capacidade de infectar clulas e iniciar a replicao mediada pelohospedeiro so capazes de causar doenas, o hospedeiro e as suas clulas possuem alguns mecanismos paraprevenir, minimizar ou conter infeces virais. Este captulo discute essas defesas, desde as respostas inatas ebarreiras protetoras at a resposta imunolgica especfica. O resultado da interao entre o hospedeiro e ovrus pode se refletir na caracterstica da doena.

A tabela 5.1 lista os mecanismos do sistema imunolgico do hospedeiro e os aspectos do cicloreplicativo viral aos quais estes so dirigidos.


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Defesas do hospedeiroBarreiras fsicas e qumicasAs barreiras fsicas e qumicas fazem parte da resposta inata ou natural, sendo inerentes a cada

hospedeiro ao nascer. Essas barreiras previnem ou limitam a infeco. Qualquer comprometimento naintegridade de uma dessas barreiras permite ao vrus ter acesso s clulas do hospedeiro. Por outro lado,devido ao seu ciclo replicativo, alguns vrus so capazes de ultrapassar essas barreiras facilmente.

Pele: A pele uma barreira eficiente contra muitas infeces, inclusive contra aquelasvricas. Isto porque a pele composta, em parte por clulas mortas, queratinizadas, queno suportam replicao viral. Para ultrapassar essa barreira, os vrus necessitam penetrarmais profundamente no epitlio atravs de cortes, queimaduras ou picadas de insetos.

Membranas mucosas: Essas agem como barreiras fsicas, prevenindo o acesso direto sclulas do hospedeiro. Alternativamente, o muco interfere com a ligao dos vrus sclulas fornecendo receptores virais no muco. Por exemplo, os paramixovrus ligam-se emreceptores cido-silico associados com as clulas do hospedeiro. A presena deglicoprotenas com resduos de cido silico no muco interfere com essa ligao.

Epitlio ciliado: A ao combinada dos clios com o muco nos epitlios facilita omovimento fsico dos vrus apreendidos para fora do corpo, reduzindo a sua infectividade.Os seguintes fatores so associados com a penetrao nessa barreira: volume do inculo,tamanho da gotcula, corrente de ar, umidade e temperatura.

pH cido: O pH cido do trato gastrointestinal (pH 2) rapidamente desnatura as protenasassociadas com muitos vrus. No entanto, os enterovrus conseguem suportar esse pH ouusam a exposio a ele para facilitar o desnudamento e assim serem infecciosos no tratodigestivo.

Lgrimas: Estas proporcionam lavagem contnua para minimizar a quantidade de partculasvricas disponveis para infectar as clulas da conjuntiva.

Ausncia de receptores: Isso envolve o espectro de hospedeiros ou receptores especficos detecidos. Se o receptor necessrio para a ligao do vrus no est presente, ento a infecono pode ocorrer.

Respostas inespecficasAs respostas inespecficas ocorrem em qualquer infeco viral. Essas respostas servem

principalmente para limitar a disseminao do vrus a partir do stio de infeco, impedir a replicao viral eauxiliar a resposta imunolgica especfica num ataque direcionado contra o vrus. Febre: Inibe a replicao viral estimulando outros mecanismos imunolgicos e reduzindo assim a

replicao viral. Alm disso, a temperatura alta tambm pode inativar diretamente as partculas vricas. Aimportncia da febre isoladamente durante a infeco viral no conhecida.

Inflamao: Refere-se a resposta inespecfica local, caracterizada por hiperemia, edema, calor e dor.Neutrfilos e macrfagos so recrutados para a rea afetada pelas citoquinas. Esse recrutamento auxiliana limitao da infeco. A produo contnua de citoquinas e o recrutamento de clulas continuam atque o antgeno efetivamente neutralizado. O reparo tecidual ento comea a ocorrer. Em algumassituaes, a resposta inflamatria se torna crnica, levando imunopatologia induzida pelo vrus.

Interferons (IFN): um grupo de glicoprotenas hospedeiro-especficas, que inibem a replicao viralatravs da degradao de RNAs mensageiros virais e inibio da traduo de protenas virais.Adicionalmente, os IFNs conferem resistncia anti-viral s clulas vizinhas. Existem trs tipos principaisde IFNs produzidos pelo organismo: alfa, beta e gamma. Os IFNs alfa e beta so chamados interferonstipo I e esto envolvidos na resposta inata ou inespecfica. O IFN gamma est envolvido na respostaimunolgica especfica e ser abordado posteriormente. IFNs alfa e beta atuam especificamente inibindoa traduo de protenas virais, tendo pouco efeito na traduo de protenas celulares. Esse fenmeno denominado inibio seletiva. RNAs mensageiros virais so reconhecidos por seqncias nucleotdicasespecficas do vrus que no so encontradas nas clulas hospedeiras. Alm disso, o IFN estimula aexpresso de molculas do complexo maior de histocompatibilidade classe (MHC-I) e II (MHC-II) nasuperfcie das clulas do hospedeiro. Isso facilita o reconhecimento das clulas infectadas e odesencadeamento de uma resposta imunolgica especfica as clulas infectadas pelo vrus.


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IFN alfa: Estvel a pH 2; a sua produo induzida por produtos da replicao viral (vrus RNAestimulam mais do que vrus DNA) e RNA de cadeia dupla. So tambm conhecidos como interferons deleuccitos.

IFN beta: Estvel a pH 2; produo induzida por produtos da replicao viral (vrus RNA estimulam maisdo que vrus DNA) e RNA de cadeia dupla. So tambm conhecidos como IFNs de fibroblastos.

Clulas NK (natural killer): So clulas brancas do sangue, da linhagem linfopoitica. So tambm

chamadas de terceira populao de linfcitos (T, B e NK), clulas nulas ou linfcitos grandes granulares.Alguns vrus, como partede seu ciclo replicativo, reduzem a expresso de molculas de MHC-I pelaclula infectada. As clulas NK reconhecem as clulas que no expressam ou expressam menos MHC-I eas destroem por apoptose. Portanto, elas identificam e matam clulas infectadas por vrus. As clulas NKdestroem clulas infectadas atravs de mecanimos semelhantes aos utilizados pelos linfcitos Tcitotxicos, descritos a seguir. So tambm importantes no reconhecimento e destruio de clulastumorais.

Fagocitose: Ao dos macrfagos e neutrfilos ao internalizar e destruir partculas virais. Os macrfagosse tornam ativados (mais eficientes para capturar e destruir) em resposta ao IFN gamma e outrascitoquinas.

Cascata do complemento: A maioria dos vrus no capaz de ativar o complemento pela via alternativa.No entanto, como a via clssica utiliza a interao anticorpo-antgeno para desencadear a cascata, essemecanismo pode facilmente lisar partculas vricas e clulas infectadas.

Resposta imunolgica especficaA resposta imunolgica especfica moldada e dirigida especificamente contra o respectivo

patgeno. Leva vrios dias a vrias semanas para se desenvolver. Portanto, o organismo depende dasrespostas inespecficas para limitar a infeco at que os mecanismos especficos tenham sido produzidos. Aresposta imunolgica especfica pode ser humoral (produo de anticorpos) ou mediada por clulas. Emalgumas situaes, a infeco viral resulta em imunopatologia caracterstica ou induz imunossupresso.

Resposta imunolgica humoralA resposta imune humoral envolve a produo de anticorpos especficos contra antgenos especficos

virais pelos plasmcitos, que so derivados dos linfcitos B. A estimulao da produo de anticorpos omecanismo primrio envolvido na recuperao de infeces virais, em particular das infeces vricascitolticas acompanhadas de viremia e infeces virais de clulas epiteliais superfciais. Os anticorposproduzidos podem ou no possuir atividade neutralizante anti-viral, com base na sua interao com as

partculas vricas e nos seus efeitos no ciclo replicativo.Na maioria dos casos, a produo de anticorpos resultante da infeco viral. Isto imunidade ativa.

Alternativamente, um hospedeiro pode receber anticorpos pr-formados de um indivduo recuperado. Isto um exemplo de imunidade passiva. Anticorpos pr-formados so administrados a indivduos que possam tersido expostos a um determinado vrus, como o vrus da raiva. Vacinas so discutidas no captulo 6.

Anticorpos neutralizantes: So anticorpos que interferem com a capacidade dos vrus penetrar ereplicar nas clulas. Eles podem interferir com a ligao do vrus no receptor, penetrao e/oudesnudamento. Alm disso, so capazes de danificar o envelope do vrus com o auxlio docomplemento (via clssica). Anticorpos neutralizantes so mais efetivos no momento da infeco oudurante a viremia.

Anticorpos no-neutralizantes: No possuem atividade neutralizante direta, mas auxiliam acontrolar/combater a infeco por outros mecanismos, como aumentando a degradao dos vrionspor exemplo. Adicionalmente, podem servir de opsoninas para aumentar a eficincia de fagocitose

de partculas vricas. Anticorpos antivirais que se ligam protenas virais na superfcie de clulasinfectadas podem tambm desencadear a cascata do complemento e levar lise celular mediada porcomplemento.

Resposta imunolgica mediada por clulasA imunidade mediada por clulas (IMC) envolve a ao dos linfcitos T citotxicos, citotoxicidade

celular mediada por anticorpos (ADCC), ao das clulas NK e macrfagos ativados. A IMC representa omecanismo de defesa mais importante em infeces no-citolticas nas quais as membranas das clulasinfectadas so alteradas pelo vrus.


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Linfcitos T citotxicos: So linfcitos T especficos que reconhecem antgenos virais associadoscom molculas do MHC-I na superfcie da maioria das clulas infectadas. Esses linfcitos Tpossuem um antgeno de superfcie chamado de CD8. A interao das clulas infectadas como oslinfcitos T citotxicos resulta na liberao de perforinas pelo linfcito T, que produzem poros namembrana da clula infectada. Tambm liberadas pelos linfcitos T citotxicos so as granzimas, umgrupo de protease de serina. A ao conjunta das granzimas e perforinas resulta na destruio dasclulas infectadas. Alm disso, os linfcitos citotxicos ativam a protena FAS, que induz apoptosenas clulas infectadas com vrus.

Citotoxicidade celular dependente de anticorpo (ADCC): Refere-se uma resposta imune na qualclulas infectadas por vrus so recobertas por anticorpos e tornam-se alvos para ataque das clulasdo sistema imune como clulas NK, macrfagos e neutrfilos.

Linfcitos T auxiliares: Esses linfcitos T possuem o antgeno de superfcie CD4. So capazes dereconhecer antgenos proticos associados a molculas do MHC-II, que so encontrados apenas emalguns tipos de clulas, como macrfagos, linfcitos B e clulas dendrticas. Os linfcitos Tauxiliares coordenam a resposta imune especfica aos antgenos atravs da secreo de citoquinasque estimulam a produo de anticorpos pelos linfcitosB ou estimulam produo de resposta imunemediada por clulas.

Efeitos imunolgicos da infeco viralSo dos resultados das interaes entre o sistema imunolgico do hospedeiro e a replicao viral.

Imunopatologia induzida por vrusImunopatologia induzida por vrus o dano tecidual resultante da resposta imunolgica contra o

vrus. Essa imunopatologia pode resultar de vrias interaes imunolgicas, como complexos antgeno-anticorpo e leses teciduais devidos aos linfcitos T citotxicos, anticorpos ou complemento. O tipo elocalizao da imunopatologia depende da infeco viral em particular. Alguns exemplos de imunopatologiaproduzida por vrus so:

Uvete anterior: Complexos antgeno-anticorpo se depositam no olho, estimulando inflamao localque resulta em uvete anterior. Alm disso, complexos imunes que permanecem na circulao sedepositam nos rins, resultando em imunopatologia e glomerulonefrite. Isto freqentementeobservado durante o estgio de convalescena da hepatite infecciosa canina.

Coriomeningite linfoctica: Causada por um arenavrus de camundongos, que resulta em leses nosistema nervoso central (SNC) resultado da destruio de clulas infectadas por vrus, pelos

linfcitos T citotxicos. A encefalite dos ces velhos (vrus da cinomose, um paramyxovirus) similar em sua patogenia, pois a imunopatologia resultado da resposta imunolgica mediada porclulas contra a infeco viral persistente.

Vrus da hepatite B das marmotas e dos patos: Grande parte da leso heptica associada com essasinfeces so atribudas contnua ao dos linfcitos T citotxicos dCD8+ destruindo hepatcitosinfectados, e no ao direta do vrus em si.

Imunossupresso induzida por vrusAlguns vrus, como resultado da replicao, deprimem a resposta imunolgica do hospedeiro, e

assim so capazes de estabelecer a infeco. Imunossupresso induzida por vrus pode ocorrer tanto eminfeces lticas como em infeces no lticas. freqentemente observada como conseqncia de infecesvricas que envolvem infeco de linfcitos, como a infeco pelo vrus da imunodeficincia humana (HIV) evrus da imunodeficincia felina (FIV).

Escape do sistema imuneAlguns vrus pelo seu mecanismo de replicao utilizado so capazes de escapar do sistema imune

do hospedeiro. Existem vrios mecanismos atravs dos quais isto pode ocorrer durante a infeco. Algunsexemplos incluem a infeco de stios imunolgicos de privilgio, variabilidade antignica dos vrions,inibio do IFN-beta, reduo da expresso de MHC-I, inibio do processamento de peptdeos e expressode estruturas homlogas s do sistema imunolgico. Stios imunolgicos de privilgio so aqueles tecidos docorpo que no esto em contato direto com a circulao e portanto ficam separados do sistema imunolgico.Esses incluem o crebro, testculos, prstata, a retina do olho e as bolsas da bochecha dos hamsters.

A produo de substncias/estruturas homlogas s do sistema imune incluem:


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O citomegalovrus produz glicoprotenas que so anlogas dos receptores de Fc da IgG. O vrus do fibroma Shope produz um anlogo do receptor do fator de necrose tumoral (TNF). O vrus do Epstein-Barr produz um anlogo da interleucina 10 (Il-10).

Os tpicos sobre variabilidade antignica (Captulo 3), reduo da expresso do MHC-I (Captulo 4)e inibio do interferon-beta (ver acima neste captulo) j foram abordados.

A latncia (herpesvrus, retrovrus) tambm um mecanismo de escape imunolgico.Os adenovrus produzem pequenos segmentos de RNA que bloqueiam a ativao dos interferons.

GlossrioVia alternativa do complemento: Via de ativao do complemento no qualo componente C3 clivado e ocomplexo C5-C9 formado sem a necessidade do C1, C2 ou C4. No requer anticorpos.Complexo antgeno-anticorpo: um complexo macromolecular formado pela interao especfica entreanticorpo e antgeno. Tambm chamado de complexos imunes.Via clssica do complemento: Srie de reaes enzimticas-substrato de ativao sequencial desencadeadapor complexos antgeno-anticorpo e envolvendo todos os componentes do complemento.Citoquinas: Molculas solveis que mediam interaes entre clulas.Protena FAS: Protena transmembrana do tipo 1 da superfamlia receptor do fator de necrose tumoral(TNFR). expressa em vrios tipos de clulas incluindo aquelas da linhagem mielide.Interleukin (IL)-10: Citoquina que pode reduzir a resposta imune contra vrus pela inibio da produo deIFN-gamma.Opsonina: Substncias que liga-se a partculas, incluindo microorganismos, facilitando a sua fagocitose.Fator de necrose tumoral: Citoquina produzida por moncitos/macrfagos (TNF-alfa) e alguns linfcitos T(TNF-beta). So diretamente txicos para clulas neoplsicas e so tambm envolvidas na inflamao.

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Preveno de doenas vricas, vacinas e drogas antivirais

In: A Concise Review of Veterinary Virology, Carter G.R., Wise D.J. and Flores E.F. (Eds.).International Veterinary Information Service, Ithaca NY (www.ivis.org), Last updated: 17-Mar-2006;A3406.0306.PT.

D.J. Wise1, G.R. Carter2and E. F. Flores3

1 Department of Biology, Concord University, Athens, West Virginia, USA.2 Virginia-Maryland Regional College of Veterinary Medicine, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA.3 Department of Veterinary Preventive Medicine, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS Brazil.

Traduzido por: E. F. Flores, Department of Veterinary Preventive Medicine, Federal University ofSanta Maria, Santa Maria, RS Brazil. (18-Nov.-2005).

ndiceGeneralidadesVacinasImunizao passivaImunidade de rebanhoDrogas antiviraisGlossrio

GeneralidadesPreveno de infecesO nico mtodo seguro de evitar a infeco viral evitar a exposio. Na prtica, isso pode ser

obtido permitindo a convivncia apenas de animais sem evidncia de exposies prvias. Esse contato restrito referido como "rebanho fechado". Para manter efetivamente esse status fechado, todos os novos animaisanexados ao rebanho e animais que vo a exposies-feiras devem ser isolados dos demais por pelo menos 2 a3 semanas.

Durante esse perodo, estes animais so monitorados para sinais clnicos e testados sorologicamentepara evidncia da infeco. Prevenir a infeco atrav s da restrio de contato um mtodo efetivo em reasonde certos agentes, so relativamente raros, mas impraticvel em reas onde esses vrus so endmicos.

Nesses casos, os esforos devem ser redirecionados para prevenir-se a doena, ao invs de evitar-se ainfeco.

Controle de infeco e doenaO fundamental para o controle de infeces e enfermidades virais so boas prticas manejo. Fatores

de estresse desempenham importantes papis predispondo os animais infeco e na disseminao daenfermidade. Particularmente importantes so os estresses associados a subnutrio, superpopulao ealojamento em condies sem ventilao.

As prticas de manejo devem incluir medidas preventivas para proteger os fetos e recm-nascidos.Alguns vrus que produzem infeces subclnicas ou leves em animais adultos podem causar abortos oudoena grave em neonatos (exemplo: parvovrus em sunos). Ento, esforos devem ser feitos para restringir ocontato de fmeas prenhes e recm nascidos com outros animais. tambm muito importante se assegurarque os recm-nascidos recebem colostro, que contm anticorpos que conferiro proteo durante as primeiras

semanas de vida.Outro aspecto de bom manejo a necessidade de minimizar o contato entre diferentes espcies deanimais, pois alguns vrus causam infeces inaparentes em algumas espcies e doena grave em outras. Umexemplo o vrus da pseudo-raiva, que causa infeces subclnicas em sunos adultos, mas freqentementefatal para leites, ovinos, ces e gatos.

Limpeza e desinfeco rigorosos, uso de aventais limpos e pedilvios, so essenciais para evitar adisseminao de vrus atravs de fmites (Tabela 6.1). Esses itens do manejo devem ser praticados sempre,mas especialmente durante surtos da doena. Quando um surto ocorre, todos os animais devem sersubmetidos a quarentena (isolados e observados) e, se indicado, tratados sintomaticamente.

Por exemplo:


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Receber a necessria fluidoterapia de suporte, como reposio de lquidos, em casos de diarriasevera.

Soluo aquosa de hipoclorito de sdio efetiva na desinfeco. Ver tabela 6.1 para outrosdesinfetantes.

Tratamento com antibiticos pode ser recomendada para prevenir contaminaes bacterianassecundrias.

VacinasEm algumas situaes a ocorrncia de doena pode ser prevenida atravs de vacinao. Embora a

vacinao no necessariamente previna a infeco, a sensibilizao prvia do sistema imunolgico permiteuma resposta rpida e eliminao do vrus, antes que a doena ocorra; ou fazendo com que a doena seja levee de curta durao. De fato, a vacinao o mtodo mais efetivo e com melhor relao custo-benefcio emsade animal. Existem dois tipos principais de vacinas virais de uso veterinrio: que so amplamente utilizadana prtica veterinria as produzidas com o vrus morto (inativado); e aquelas produzidas com o vrus vivomodificado (atenuado).

Vacinas virais mortas: consistem do vrus, geralmente cultivado em cultivo celular ou em ovosembrionados e posteriormente inativado quimicamente, principalmente por formalina ou beta-propiolactona.Essas vacinas geralmente contm adjuvantes para torn-las mais imunognicas. Vacinas inativadasnormalmente requerem mais de uma dose para induzir imunidade e revacinaes peridicas para manterimunidade adequada. As vacinas inativadas geralmente induzem imunidade que menos protetiva e dedurao mais curta que aquela induzida pelas vacinas vivas modificadas. Vantagens das vacinas inativadas:no revertem virulncia e so seguras para uso em fmeas prenhes e em animais imunodeprimidos.

Vacinas vivas modificadas: Consistem de vrus tornados menos virulentos por algum mtodo. Issogeralmente obtido atravs de mltiplas passagens em cultivos celulares, ovos embrionados ou animais de


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laboratrio. Os vrus tambm podem ser atenuados pela deleo de genes especficos responsveis pelavirulncia. A manipulao gentica de vrus foi utilizada para produzir uma vacina atenuada contra a pseudo-raiva. Vacinas atenuadas geralmente conferem longa imunidade, pois a vacinao mimetiza a infeconatural. Uma vacina adequadamente atenuada no deve causar doena nos animais vacinados; maspotencialmente pode causar doena em indivduos imunocomprometidos ou em fetos. Algumas vacinas vivasmodificadas podem ser administradas pelas vias oral, nasal ou genital (prepucial, vaginal) onde iro induzirresposta humoral secretria local (IgA). A principal desvantagem das vacinas atenuadas a possibilidade decausarem sinais clnicos suaves, infeces fetais letais e o risco do vrus atenuado reverter virulncia. Ovrus vacinal atenuado pode ser transmitido a animais em contato.

Vrios novos mtodos tm sido explorados no esforo de produzir vacinas mais seguras e eficientes.Alguns desses mtodos so descritos a seguir:

Vacinas de subunidade: um tipo de vacina inativada que contm pores (protenas, fragmentos)do vrus, necessrios para induzir imunidade.

Peptdeos sintticos:So produzidas atravs de sntese qumica de pequenos segmentos (peptdeos)de protenas virais e utilizadas como vacinas de subunidade mais refinadas.

Vacinas recombinantes. Existem trs t ipos principais:Protenas recombinantes: O gene do antgeno viral de interesse clonado e o cDNA introduzido no

genoma de bactrias ou leveduras atravs de um plasmdio, que produzem a protena em grandes quantidades.Esse antgeno ento utilizado como vacina.

Vetores virais: O gene (ou genes) de um vrus grande (geralmente um poxvrus, adenovrus,herpesvrus) deletado e substitudo por um gene (genes) que codificam o antgeno desejado; o ltimo introduzido no animal e expresso nas clulas infectadas. O vrus que carrega o gene do antgeno desejado chamado de vetor.

Vacinas com delees de genes: Um vrus virulento tornado menos virulento pela deleo de genesou pela substituio de regies-chave nos genes com outro material gentico. Vrias vacinas recombinantesesto sendo usadas, incluindo a protena do vrus da hepatite B expressa em levedura; protena do vrus daraiva expressa no vrus vaccnia; protenas F e HA vrus da cinomose inseridos no genoma do poxvrus docanrio.

Vacinas anti-idiotpicas: Vacinas anti-idiotpicas so produzidas em duas etapas. Inicialmente, oantgeno introduzido num organismo para induzir a resposta imunolgica. Esses anticorpos so entoutilizados para imunizar um segundo animal, contra o qual produz resposta imune. Alguns desses anticorpos

possuem as caractersticas do antgeno original. Esses anticorpos so chamados de anti-idiotipcos. At opresente, vacinas anti-idiotpicas tm sido apenas testadas experimentalmente.

Vacinas de DNA: Nesta estratgia, o gene viral (ou genes virais) do antgeno protico introduzidono indivduo por um plasmdeo, estimulando uma resposta especifica e protetora de anticorpos. At o presenteesse tipo de vacina tem sido utilizado experimentalmente. Em esforos para se obter uma vacina efetiva paraprevenir uma pandemia potencial de influenza, a estratgia de vacina de DNA est sendo investigada. A suaeficcia em induzir uma resposta imunolgica apropriada em humanos deve ainda ser estabelecida. Noentanto, uma vacina de DNA j foi licenciada nos Estados Unidos para a preveno da infeco pelo vrus doNilo Ocidental em eqinos.

Vacinas com marcadores antignicos: Essas vacinas nicas so defectivas em uma protena oupossuem uma protena a mais do que no est presente no vrus original. Dessa forma, a protena a menos ou

a mais pode servir de marcador para o vrus vacinal. Isto permite para os testes diagnsticos a diferenciaosorolgica entre animais vacinados e animais infectados. Os testes sorolgicos diagnsticos detectamanticorpos contra o vrus de campo, mas no contra o vrus vacinal alterado. Os mtodos utilizados para criarvacinas de marcadores so a deleo de genes (falta de um peptdeo) ou a produo de vacinas de subunidade(peptdeo novo). Vacinas diferenciais esto comercialmente disponveis para o vrus da pseudo-raiva (genedeletado) e herpesvrus bovino tipo 1 (gene deletado) e outras esto atualmente sendo produzidas ou em testespara outras doenas.

Vacinao in ovo


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Esse tipo de vacinao utilizado para a preveno da doena de Marek. Ovos embrionados soinoculados com o uso de um aparelho automtico aos 18 dias de incubao. Esse procedimento, que seguroe eficaz, tambm utilizado para vacinar contra a bronquite infecciosa e bursite infeciosa. Em geral, vacinaseficazes so disponveis para os vrus que possuem um ou poucos tipos antignicos e que podem ser obtidosem grande quantidade para a produo de vacinas. Curiosamente, devido grande variabilidade antignicado vrus que a composio da vacina contra a influenza humana necessita ser regularmente (anualmente)alterada, de acordo com as cepas circulantes.

Imunizao passivaImunizao passiva refere-se transferncia de anticorpos para um animal no imune. As

imunoglobulinas presentes no soro imune contm anticorpos neutralizantes que previnem a ligao do vruss clulas susceptveis. Imunidade passiva natural inclui o recebimento de anticorpos maternos via placenta(IgG), colostro (IgG), ou mnio da gema do ovo (IgY). O recebimento de quantidades insuficientes deanticorpos maternos pode resultar em morbilidade e mortalidade altas por vrias doenas vricas de animaisjovens. Na prtica clnica

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